西湖大学90后博导吴建平Nature发文，解析精子阳离子通道多肽结构，获施一公盛赞

发文｜王聪 编辑｜nagashi排版｜水成文

所卵细胞，即乳腺和卵子的结合，是造就母性的基本上药理学全过程。所卵细胞全过程之前的几个关键步骤，有数乳腺过度活化、顶微反应和精卵融合，这些全过程都所受离子通道（Ca2+）信号的转录。

乳腺特异性离子走廊 CatSper，主要以定位于成熟乳腺鞭毛的主要部分，负责所卵细胞全过程之前多种 Ca2+ 依赖性诱发。CatSper 介导的 Ca2+ 信号启动了遏制乳腺动感的酪氨酸转录级联反应。CatSper 在乳腺趋化性（乳腺在雌性生殖道内，顺着趋化物质浓度梯度以定向运动并找卵子的功能性）之前也起着核心依赖性。

由于 CatSper 的最重要依赖性，自发现以来，它就成为疗程男性不育以及合作开发新型非激素类避孕药的最重要靶点，因此，解析CatSper的高分辨率图像形态有着十分最重要的科学意义和应用价值。

2021 年 7 月 5 日，平湖医学院生科院吴建平一个团队在世界性顶尖学报 Nature 出版了一本书：Structure of a mammalian sperm cation channel complex 的熟悉研究专著。

该熟悉研究在世界首次解析了哺乳动物乳腺离子走廊一氧化氮 CatSper 的高分辨率图像形态 ，鉴以定出了该一氧化氮的多个全新反应物，并将其以并不一定为： CatSpermasome （CatSper走廊微） 。对于这项成果，著名形态药理学家、平湖医学院校长 施一公 高度评价说道：“ 这是一个适当彰显形态药理学魅力的突破性进展 。人类第一次注意到了 CatSper 这样一个在哺乳动物所卵细胞全过程之前发挥作用关键性的离子通道走廊一氧化氮的全面性，不够最重要的是发现了不够进一步细胞内反应物，提出了 Catspermasome 的概念，必将不小促进对其功用的熟悉研究。 ”

乳腺的离子走廊 CatSper 对乳腺的动感和不孕至关最重要，之前已经鉴以定的 CatSper 亚基有10个，都有成孔的CatSper1-4，以及CatSperβ、γ、δ、ε、ζ 和 EFCAB9 。是目前已知的最有用的离子走廊，形态解析挑战性不小，也因此长期未能取得大的进展。

经过一系列失败后，吴建平一个团队意识到 CatSper 可能还存在不够多潜在生物碱，它们的缺失导致难以赢取基本上的 CatSper 细胞内。

为了化解这一难题，吴建平一个团队另辟蹊径，直接从乳腺本身入手，从大鼠乳腺之前提取现成的 CatSper 细胞内，并纯化出了鼠源 CatSper 复合微细胞内。依托平湖医学院冷冻电虹平台，吴建平一个团队利用单致密图像分析方法高效率成功解析了 CatSper 的2.9 Å的高分辨率图像形态。

CatSper整微冷冻电虹形态

形态表明，CatSper 细胞内不是之前认为的有10个亚基反应物，而是有数最少14个组成部分的超级一氧化氮，吴建平一个团队将其命名为：CatSpermasome（CatSper 走廊微）。

该熟悉研究还发现了 CatSper 走廊微的之前有一个有机离子转运细胞内 SLCO6C1。这表明CatSper 走廊微既都有走廊细胞内又都有转运细胞内，创纪录了对 CatSper 的认知，也创纪录了离子走廊和转运细胞内互不相干的传统认知。

总的来说道，该熟悉研究首次揭示了 CatSper 走廊微独特的装配方式，为了解其功用转录、离子运输等全过程提供了熟悉的机理说明，并为早先基于CatSper走廊微形态的不育症相关药物和非激素类避孕药物合作开发奠以定了最重要基础。

左起：柯檬、林世翼、闫浈、吴建平、张寓琪，合照来自平湖医学院

平湖医学院科研人员林世翼、普林斯顿大学柯檬为该专著的联合第一所写，科研人员张寓琪为专著第二所写，平湖医学院特聘熟悉研究员闫浈对本文有着最重要表彰，平湖医学院生物科学学院特聘熟悉研究员吴建平为该专著的通讯所写。

吴建平课题组介绍及招聘

吴建平，1990年生，2012年毕业于清华医学院，赢取学士学位；指导博士期间师从颜宁博士，2017年毕业于清华医学院生物科学学院，赢取理学指导博士学位。2017年至2019年在普林斯顿医学院专注普林斯顿大学熟悉研究。指导博士和普林斯顿大学期间主要专注离子走廊、跨膜转运细胞内等膜细胞内的形态药理学熟悉研究，以第一所写或者联合第一所写身份在 Cell、Nature、Science 等刊物出版多篇熟悉研究文章。2017年获吴瑞奖。2019年9月全职加入平湖医学院生物科学学院。