Pkdrej-KO 基因敲除小鼠

PKDREJ，也称为多囊肾疾病和卵子胶受体，是一种睾丸特异性蛋白，被认为位于精子表面。研究发现，PKDREJ在精子的运输和诱导顶体反应的能力方面发挥着重要作用。PKDREJ的缺失会影响精子的运输和顶体反应，使其成为精子竞争中的潜在靶点。参与生殖过程的蛋白质通常表现出加速的进化。在许多情况下，这种快速分化是由正选择推动的，这种正选择可能至少部分由交配后的性选择驱动。研究发现，PKDREJ基因的进化速率与睾丸质量相对于体质量的比值没有关联。然而，在啮齿类动物中，发现Pkdrej基因在仓鼠科中存在正选择，但在鼠科中不存在。进一步研究发现，在仓鼠科中，Pkdrej的进化速率与睾丸质量相对于体质量的比值之间存在正相关。这些发现首次证明了交配后性选择影响参与调节精子运输和顶体反应机制的蛋白质的进化，强烈表明正选择可能作用于这些受精步骤，从而在精子竞争中取得优势[1]。

在哺乳动物中，精子-卵子相互作用是受精的关键步骤，但介导这一过程的许多精子-卵子蛋白质的身份仍然未知。一些受精蛋白质的快速进化已经在多种物种中被观察到，包括哺乳动物卵黄膜蛋白的证据。卵黄膜蛋白的快速进化可能会强烈选择精子受体上的变化，以维持相互作用。研究发现，正选择驱动了PKDREJ的进化，这是一个候选的哺乳动物卵黄膜蛋白受体。研究对14种灵长类动物（包括人类）的PKDREJ进行了测序，并进行了比较最大似然分析，发现了正选择的证据。此外，对48名人类进行了PKDREJ位点的核苷酸多态性调查。在灵长类动物中预测到经历适应性进化的区域在人类中显示出几个氨基酸多态性。多态性的分布表明，平衡选择可能在某些人群中维持多样的PKDREJ等位基因。目前尚不清楚这些不同的等位基因是否与功能差异相关，但它们的存在可能对人类生育能力产生影响[2]。

PKDREJ的表达仅限于哺乳动物的睾丸，在精子生成谱系中受限，并在成熟的精子中保留。然而，该蛋白的功能特征及其在精子生物学中的作用尚未得到很好的理解。研究发现，PKDREJ可以调节G蛋白信号传导，并与几个PKDREJ家族成员相关联。这些相互作用以及PKDREJ与TRPC通道的关联，与该蛋白在调节顶体反应和其他精子生理方面的作用一致[3]。

哺乳动物多囊性肾病（PKD）基因家族包括八个成员，它们在细胞生理中的作用尚未完全理解。PKD家族的两个奠基成员，PKD1和PKD2，是大多数常染色体显性多囊性肾病病例的主要原因。研究发现，PKD1同源物小鼠多囊性肾病和卵子胶受体（PKDREJ）及其在哺乳动物受精中的潜在作用。研究发现，PKDREJ的表达仅限于小鼠睾丸。通过原位杂交技术，在生精细胞中检测到PKDREJ转录本。在异源表达中，PKDREJ被保留在内质网膜隔室中，与PKD1不同，它不会在G蛋白偶联受体蛋白酶解位点域（GPS）发生裂解。使用PKDREJ特异性多克隆抗体对分离的附睾小鼠精子进行免疫细胞化学实验，发现该蛋白定位于顶体区域和镰刀形头部的内侧面。为了精确表征PKDREJ在顶体区域的表达，进行了透射电子显微镜检查。免疫金标记仅在精子头的质膜上可见。这些数据表明PKDREJ是一种精子质膜蛋白，可能参与哺乳动物精子中的跨膜信号传导[4]。

综上所述，PKDREJ是一种睾丸特异性蛋白，在精子的运输和顶体反应中发挥着重要作用。研究发现，PKDREJ基因的进化速率与睾丸质量相对于体质量的比值之间存在正相关，这表明正选择可能作用于这些受精步骤，从而在精子竞争中取得优势。此外，PKDREJ在灵长类动物中显示出氨基酸多态性，这可能对人类生育能力产生影响。PKDREJ的进一步研究有助于深入理解其在精子生物学中的作用和进化机制，为人类生育能力和生殖健康的研究提供新的思路和策略。