精子磷脂酶C信号通过PLCζ1和PLCδ4对小鼠Ca2+振荡与生育力至关重要

受精诱导的钙（Ca²⁺）振荡对于哺乳动物的卵子激活和胚胎发育至关重要。精子特异性磷脂酶 C 亚型 PLCζ1 是这些振荡的主要触发因子。功能与临床研究已将 PLCζ1 的突变或表达降低与男性不育联系起来。然而，PLCζ1 单独是否足以解释所有哺乳动物受精时的 Ca²⁺ 释放仍不确定。缺乏 Plcζ1 的雄性小鼠表现出亚生育力和窝仔数减少；其精子诱导延迟、低频的 Ca²⁺ 振荡，提示存在代偿机制。值得注意的是，小鼠精子高水平表达 PLCδ4，后者对于完成顶体反应（AR）至关重要。在 Plcζ1 缺失精子中，PLCδ4 上调并在 AR 后保留。这些观察提示 PLCδ4 具有次要功能作用。利用 CRISPR/Cas9 基因组编辑，我们构建了 Plcδ4 敲除（KO）小鼠。Plcδ4 缺失精子触发减弱、延迟的 Ca²⁺ 振荡，并显著降低受精率，表明 PLCδ4 参与但并不能独立驱动 Ca²⁺ 信号。因此，我们构建了同时缺乏两种精子富集 PLC 的双敲除（DKO）小鼠品系。DKO 雄性不育，其精子无法诱导 Ca²⁺ 振荡，且分离出的残余 Ca²⁺ 升高不足以激活卵子。这些发现揭示，主要振荡器 PLCζ1 与代偿因子 PLCδ4 在一个复杂的多组分 PLC 系统中协同工作，以确保稳健的受精。这项工作揭示了哺乳动物在启动受精 Ca²⁺ 信号方面的分子特化。它对于理解男性不育、改进辅助生殖技术和开发避孕策略具有重要意义。

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