在生殖过程中，多精受精对哺乳动物遗传物质整倍性和胚胎发育具有致命影响。在漫长的进化过程中，卵母细胞中逐渐形成了皮质颗粒、肌动蛋白帽、透明带和微绒毛等结构，以保障受精过程中不会发生多精入卵。然而，相较于其他哺乳动物，猪的多精受精发生率高，体内约30%-40%、体外常超过65%，显著制约猪体外胚胎生产效率与质量，影响其规模化应用。猪卵子多精受精的主要成因主要在于透明带硬化与修饰缺陷、皮质颗粒排放与转运异常，影响透明带反应等。近期研究发现Tgm2 介导 ZP3 交联，触发透明带硬化，从而控制多精与多倍体发生（Cui Z et al. Cell Death Differ. 2022）。然而，关于多精受精控制的关键环节与分子机理仍待厘清。
近日，南京农业大学动物科技学院孙少琛课题组在Development发表Rab10 regulates cortical granule translocation and ZP2 dynamics for zona pellucida function during oocyte maturation的研究论文，发现囊泡运输因子Rab10是参与卵子皮质颗粒定位与透明带功能调节的关键分子。
囊泡运输因子是参与细胞内囊泡形成、转运、锚定与融合全过程的功能分子，而Rab 家族是真核生物中最庞大的小 GTP 酶家族，也是囊泡运输调控的 “核心分子开关”，通过 “GTP/GDP” 的循环，精准调控囊泡从形成、转运、锚定到融合的全过程。Rab10 是 Rab 家族成员中在跨膜蛋白（如 GLUT4、TLR4）从高尔基体到质膜的运输、内体循环、极性分泌及纤毛/吞噬体等相关运输中发挥关键作用的分子开关，并在代谢、免疫与发育中发挥重要作用。
本研究发现，在猪卵母细胞中GTP 酶 Rab10稳定表达，且与皮质颗粒共定位，Rab10活性缺失影猪卵母细胞成熟，皮质颗粒和微丝分布异常。进一步的机制研究发现Rab10囊泡通过调控 RhoA 通路来控制肌动蛋白动态变化，进而影响皮质颗粒的转运及透明带蛋白 2（ZP2）的功能与分布模式。而Rab10 作为小分子GTP酶，其结合GTP/GDP状态的改变同样会导致肌球蛋白 Va（myosin Va）表达异常，进而阻碍皮质颗粒向皮质区的转运，造成皮质颗粒内容物供给不足，最终削弱透明带的修饰过程。此外，研究还发现过表达结合 GDP 形式的 Rab10会导致 ZP2 表达下调且在皮质区异常聚集，从而影响透明带反应，导致卵子发生多精受精的概率增加。
综上，本研究证实Rab10 可通过调控 RhoA 通路来调节肌动蛋白动态变化，并通过调控肌球蛋白 Va 复合物来介导皮质颗粒的转运进而影响皮质反应；同时，Rab10通过影响ZP2的分布与功能进而参与透明带反应，为保证卵子的正常受精奠定物质基础。
南京农业大学博士研究生王洪晖（已毕业）、张昆环为该研究的共同第一作者，孙少琛教授为通讯作者。该课题得到国家重点研发计划（2023YFD1300502）、中央高校基本科研业务费（KJJQ2025001, RENCAI2025035）、国家自然科学基金（32170857）的资助。
原文链接：https://journals.biologists.com/dev/article-abstract/152/17/dev204665/369010/Rab10-regulates-cortical-granule-translocation-and?redirectedFrom=fulltext
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