受精的机理_精品文档优质PPT.ppt
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教曾凡一:
教授授,973,973首席科学家首席科学家,国家杰青国家杰青,胚胎发育学胚胎发育学n刘刘强:
研究员,强:
研究员,生殖生物学生殖生物学n冯冯云:
教云:
教授授,瑞金医院生殖中心主任,瑞金医院生殖中心主任,辅助生殖技术辅助生殖技术n陈学进:
教陈学进:
教授,实验动物中心主任,授,实验动物中心主任,动物克隆理论与技术动物克隆理论与技术n李李铮:
主任医师铮:
主任医师,上海市人类精子库主任,上海市人类精子库主任,男科学男科学n张张炜:
教炜:
教授,复旦大学授,复旦大学,妇产科学妇产科学n程利南:
教程利南:
教授,上海市计划生育研究所,授,上海市计划生育研究所,计划生育学计划生育学n冯京生:
副教授冯京生:
副教授,形态学形态学n王王敏:
副教授敏:
副教授,生殖免疫学生殖免疫学4.5M11W6W8d伦纳特伦纳特尼尔松尼尔松美国美国19651965人类的受精与人类的受精与胚胎发育过程胚胎发育过程一、一、两性配子在受精前的准备两性配子在受精前的准备
(一)
(一)精子的准备精子的准备精子的发生精子的发生睾丸睾丸精子的成熟精子的成熟附睾附睾精子的获能精子的获能女性体内女性体内
(二)
(二)卵子的准备卵子的准备二、受精的细胞与分子机理二、受精的细胞与分子机理
(一)顶体反应
(一)顶体反应
(二)精子与卵子
(二)精子与卵子(透明带透明带)的识别的识别(三)精子与卵子膜的融合(三)精子与卵子膜的融合(四)卵子的活化、两性原核的形成与融合(四)卵子的活化、两性原核的形成与融合一、两性配子在受精前的准备一、两性配子在受精前的准备
(一)
(一)精子的准备精子的准备精子的发生精子的发生睾丸(睾丸(7272天)天)精子的成熟精子的成熟附睾(附睾(1414天)天)精子的获能精子的获能女性体内(女性体内(5-65-6小时)小时)卵子:
等待于输卵管壶腹部卵子:
等待于输卵管壶腹部精子的使命精子的使命:
(1)
(1)运动到达输卵管壶腹部;
运动到达输卵管壶腹部;
(2)
(2)将携带的将携带的DNADNA送入卵子;
送入卵子;
精精子子卵卵子子睾丸睾丸卵巢卵巢精子的发生精子的发生(spermatogenesis)部位:
睾部位:
睾丸丸形态上的变化形态上的变化核蛋白的变化核蛋白的变化精子代谢的变化精子代谢的变化睾丸细胞的激素调节睾丸细胞的激素调节下丘脑下丘脑睾睾丸丸脑垂体脑垂体生精细胞的鉴别生精细胞的鉴别H.E.生精上皮的精子发生分期生精上皮的精子发生分期生精上皮生精上皮-第一期第一期H.E.生精上皮生精上皮-第二期第二期H.E.生精上皮生精上皮-第三期第三期H.E.生精上皮生精上皮-第四期第四期H.E.生精上皮生精上皮-第五期第五期H.E.生精上皮生精上皮-第六期第六期H.E.要点:
处于同一时期才能进行比较!
要点:
形态变化形态变化SpermatogoniaPrimarySpermatocytesSecondarySpermatocytesSpermatidsSperm形态变化形态变化精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子细胞精精子子NucleusHead核核头头GolgicomplexAcrosomeCentriolesFlagenumMitochondrionHelixCytoplasmResidualbody形态变化形态变化高尔基体高尔基体顶体顶体中心粒中心粒鞭毛鞭毛线粒体线粒体螺旋鞘螺旋鞘细胞质细胞质残余体残余体spermiogenesis形态变化形态变化精子发生过程中核型的改变精子发生过程中核型的改变核蛋白变化核蛋白变化SpermatogoniaPrimarySpermatocytesSecondarySpermatocytesearlystageSpermatidselongatingSpermGermcellNuclearproteinHistone(组蛋白组蛋白)Protamine(精核蛋白精核蛋白)核蛋白转型转型的意义合成蛋白质的程度合成蛋白质的程度出现乳酸脱氢酶(出现乳酸脱氢酶(LDH-X)生理学意义生理学意义乳乳酸酸(女性生殖道女性生殖道)丙酮酸丙酮酸(提供能量提供能量)精子代谢变化精子代谢变化LDH-X部位:
附部位:
附睾睾成熟过程的一系列变化成熟过程的一系列变化生理学意义生理学意义精子的成熟精子的成熟(maturation)l男性不育的常见原因包括精子活动力差或精子与卵子的男性不育的常见原因包括精子活动力差或精子与卵子的相互作用障碍相互作用障碍l精子在附睾获得运动和受精等关键功能精子在附睾获得运动和受精等关键功能人、大鼠、小鼠的附睾分段人、大鼠、小鼠的附睾分段附睾上皮的各种细胞类型附睾上皮的各种细胞类型CaputCorpusCaudaControlERMTA1MTA1ERMTA1和和ER在成年大鼠附睾的分布在成年大鼠附睾的分布MTA1ERn胆固醇被转运入精子膜胆固醇被转运入精子膜n膜抗原:
出现与消失膜抗原:
出现与消失n附睾酸性环境附睾酸性环境n膜负电荷增加,等电点降低膜负电荷增加,等电点降低n膜结合的膜结合的ATPATP酶活性下降酶活性下降n凝集素凝集素(WGA,RCA)引起的精子凝集度下降引起的精子凝集度下降n二硫键形成:
二硫键形成:
精子膜、核膜、线粒体膜结构更稳定精子膜、核膜、线粒体膜结构更稳定n顶体后区膜内蛋白颗粒顶体后区膜内蛋白颗粒(IMP)(IMP)数量明显增多数量明显增多nPH-20:
PH-20:
由整个头部移向头部后区由整个头部移向头部后区精子成熟精子成熟在附睾中的变化在附睾中的变化附睾管腔附睾管腔HCO3-的重吸收的重吸收生理学意义生理学意义使精子获得前向运动能力使精子获得前向运动能力掩盖精掩盖精-卵相互作用的膜结构,该遮盖蛋白又称去能因子卵相互作用的膜结构,该遮盖蛋白又称去能因子(DFDF),),DFDF在精子获能中被移除在精子获能中被移除稳定顶体区的膜结构,抑制稳定顶体区的膜结构,抑制过早的过早的顶体反应顶体反应精子表面覆盖带负电荷的蛋白质,不易产生凝集精子表面覆盖带负电荷的蛋白质,不易产生凝集遮盖精子表面抗原,以免精子被识别和破坏遮盖精子表面抗原,以免精子被识别和破坏调节精子膜胆固醇含量调节精子膜胆固醇含量精子成熟精子成熟精子获能精子获能(capacitation)部位:
女性体内(子宫部位:
女性体内(子宫-输卵管)输卵管)发现者:
张民觉(家兔),发现者:
张民觉(家兔),Austin(大鼠)(大鼠)时间:
时间:
1951年年获能的本质:
获能的本质:
暴露精子表面识别装置暴露精子表面识别装置去除去除DF解除精子顶体反应抑制解除精子顶体反应抑制发生发生AR获能时间:
人类获能时间:
人类5-6小时;
小鼠小时;
小鼠1小时;
小时;
大鼠大鼠2-3小时;
家兔小时;
家兔5小时;
美籍华人科学家张民觉与试管婴儿美籍华人科学家张民觉与试管婴儿n张民觉张民觉Min-ChuehChang(19081991)n出生于山西省。
出生于山西省。
1933年毕业于中国清华大学心理系年毕业于中国清华大学心理系n1938年赴英国剑桥大学主攻动物育种和人工授精年赴英国剑桥大学主攻动物育种和人工授精n1941年获博士学位。
年获博士学位。
1945年在美国乌斯特生物研究所工作年在美国乌斯特生物研究所工作n1961年兼任美国波士顿大学教授年兼任美国波士顿大学教授n1951年发现年发现“精子获能精子获能”的生理现象,为哺乳类卵子体外受精成功的生理现象,为哺乳类卵子体外受精成功奠定了理论基础,奠定了理论基础,“张张-奥原理奥原理”声名大噪,两人成为好友声名大噪,两人成为好友n1978年年7月月25日晚,英国女婴在曼彻斯特呱呱坠地日晚,英国女婴在曼彻斯特呱呱坠地这位女婴名叫路易斯这位女婴名叫路易斯布朗布朗n张民觉博士成了新闻人物。
采访他的电话接连不断,报纸以醒目张民觉博士成了新闻人物。
采访他的电话接连不断,报纸以醒目的标题的标题张民觉的女儿张民觉的女儿报道了试管婴儿诞生的经过报道了试管婴儿诞生的经过n张民觉一共发表了张民觉一共发表了300篇余研究论文。
他的研究不仅十分严谨,篇余研究论文。
他的研究不仅十分严谨,而且注重实用性而且注重实用性n曾三次被提名为诺贝尔奖候选人,曾三次被提名为诺贝尔奖候选人,1989和和1900年,他先后当选为年,他先后当选为第三世界科学院院士和美国科学院院士第三世界科学院院士和美国科学院院士n获得多个国际奖项:
美国生殖学会的哈特曼奖(获得多个国际奖项:
美国生殖学会的哈特曼奖(1970);
美国艺术);
美国艺术与科学研究院的福兰斯奖(与科学研究院的福兰斯奖(1975);
国际胚胎移植学会的先驱奖);
国际胚胎移植学会的先驱奖(1983);
国际体外受精及胚胎移植大会的奥尔索奖();
国际体外受精及胚胎移植大会的奥尔索奖(1987)试管婴儿的过程与原理(试管婴儿的过程与原理
(1)试管婴儿:
体外受精试管婴儿:
体外受精-胚胎移植胚胎移植(IVF-ET)n取出不孕症患者夫妇的卵母细胞和精子,使其在取出不孕症患者夫妇的卵母细胞和精子,使其在体外受精体外受精n受精卵在体外培养至第受精卵在体外培养至第2233天,天,4488细胞阶段时,移入子宫内细胞阶段时,移入子宫内n胚胎植入,实现妊娠胚胎植入,实现妊娠体外受精体外受精-胚胎移植原理示意图胚胎移植原理示意图试管婴儿的过程与原理(试管婴儿的过程与原理
(2)单精子胞质内显微注射(单精子胞质内显微注射(ICSIICSI),第),第22代代“试管婴儿试管婴儿”n单个精子单个精子(精子细胞精子细胞)注射入次级卵母细胞内,继而植入子宫注射入次级卵母细胞内,继而植入子宫n适用于男性严重少精症、弱精症或阻塞性无精症适用于男性严重少精症、弱精症或阻塞性无精症n体外受精体外受精-胚胎移植失败的患者胚胎移植失败的患者n没有顶体的精子,不运动的精子没有顶体的精子,不运动的精子nICSIICSI存在的问题:
存在的问题:
单精子胞质内显微注射示意图单精子胞质内显微注射示意图张民觉与试管婴儿张民觉与试管婴儿路易斯路易斯布朗布朗11岁时的照片岁时的照片路易斯路易斯布朗(右一)布朗(右一)3030岁生日前怀抱儿子与母亲(中)岁生日前怀抱儿子与母亲(中)和为其父母做试管婴儿手术的罗伯特和为其父母做试管婴儿手术的罗伯特爱德华医生(左)爱德华医生(左)纪念美籍华人科学家张民觉百年诞辰纪念美籍华人科学家张民觉百年诞辰美国美国夏威夷夏威夷2008.5.29.2008.5.29.获能后的变化获能后的变化去能因子去能因子(decapacitationfactor,DF)的去除的去除暴露精子表面特异受体暴露精子表面特异受体(DF的产生部位:
精囊腺)的产生部位:
精囊腺)精子膜的变化:
精子膜的变化:
(1)糖蛋白:
)糖蛋白:
ConA受体受体和和WGA受体受体向顶体后区移动向顶体后区移动
(2)膜受体:
)膜受体: