國產頂刊Vita：浙江大學桂淼/張松英/童曉嵋合作，為理解女性不孕癥及早期胚胎發育失敗帶來新視角

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

一個生命的起點——受精卵，是如何在最初幾天獲得足夠“營養”來支撐其快速分裂和發育的？這背后有一個神秘的“蛋白質倉庫”在默默工作。這個神秘的倉庫就是“細胞質晶格”（Cytoplasmic Lattice，簡稱為CPL），它存在于哺乳動物的卵母細胞和早期胚胎中，負責儲存和調控母源蛋白質，是生命最初幾天不可或缺的“后勤中心”。如果 CPL 組裝失敗，就會導致早期胚胎發育停滯和女性不孕。

然而，從人類首次在卵細胞中觀察到 CPL，至今已過去了半個多世紀，但由于其結構復雜且高度不穩定，CPL 的分子組成、細胞內源天然結構及其組裝機制，仍是未解之謎。

2026 年 5 月 8 日，浙江大學醫學院桂淼研究員，浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院張松英教授、童曉嵋主任醫師作為共同通訊作者（張銀麗、劉雨奇、劉琦、張琪為論文共同第一作者），在國產期刊Vita上發表了題為：Hierarchical assembly of native cytoplasmic lattices revealed by cryo-EM 的研究論文。

該研究系統解析了小鼠卵母細胞的細胞質晶格（CPL）的近原子分辨率的天然結構，并結合體外組裝、蛋白組學和交聯質譜等技術，揭示了 CPL 從單個蛋白分子、亞復合物、單根纖維到細胞質晶格的“層級式組裝”（hierarchical assembly）機制，為理解女性不孕癥及早期胚胎發育失敗提供了全新視角。

冷凍電鏡下的生命“腳手架”

在這項新研究中，研究團隊創新性地開發了一種名為“載網上細胞原位裂解”（CLoG）技術，成功從數百個小鼠卵母細胞中捕獲了天然 CPL 結構。通過冷凍電鏡分析，他們發現，CPL 并非雜亂無章的蛋白質堆積，而是由至少 14 種蛋白質精密組裝而成的有序結構。

這些蛋白質首先形成一根根具有周期性“膨大”單元的細絲，每 37 納米重復一次。更令人驚嘆的是，這些細絲會進一步組裝成五根一束的螺旋束，最終形成片層狀的晶格結構。這就像一個由蛋白質“樂高”塊先搭成小模塊，再組裝成支柱，最后構建成宏偉建筑的精密過程。

關鍵“建筑師”各司其職

在這個復雜的結構中，幾種關鍵蛋白質扮演著核心“建筑師”的角色——

1、PADI6：它是 CPL 的主要結構支架，能夠自我組裝成中空的管狀結構，為整個晶格搭建了基礎框架。它的基因突變在人類和小鼠中都會導致早期胚胎停滯和不孕。

2、SCMC 復合物：這是一個由 NLRP5、TLE6、OOEP 等蛋白組成的核心復合物。它有兩種亞型，并通過 NLRP4f 蛋白像“橋梁”一樣連接相鄰的單元，促進細絲形成。研究表明，缺失其中任何一個核心蛋白，都會導致 CPL 完全消失和胚胎發育失敗。

3、UHRF1-UBE2D3 和 SKP1-FBXW：這是兩組與蛋白質降解（泛素化）相關的模塊。有趣的是，它們被“鎖”在了 CPL 結構內部，處于失活狀態。這暗示了 CPL 可能通過控制這些酶的活性，來精確調控早期發育中特定蛋白質的降解時機。

4、微管蛋白（α/β-tubulin）：該研究還發現，CPL 中“儲存”著處于 GTP 結合狀態、隨時準備組裝的微管蛋白。這意味著 CPL 不僅是蛋白質倉庫，還可能是一個“細胞骨架預備隊”，為胚胎分裂提供即時可用的結構材料。

層級式組裝：從模塊到晶格

基于這些結構發現和生化實驗，研究團隊提出了 CPL 的“層級式組裝”（hierarchical assembly）模型。PADI6 和 SCMC 核心復合物首先各自形成穩定的子模塊。然后，這些子模塊通過相對較弱的相互作用整合成 CPL 細絲。最后，通過 NLRP14、UHRF1 等蛋白的橫向連接，細絲進一步捆綁成五螺旋束，最終擴展成晶格。

為不孕癥診療帶來新希望

這項研究不僅揭示了 CPL 的精細結構和組裝原理，還具有重要的臨床意義。CPL 中的許多組成蛋白（例如 PADI6、TLE6 等）都來自母源效應基因，它們的變異與早期胚胎停滯、女性不孕等疾病密切相關。該研究精確繪制的小鼠 CPL 的蛋白質組成圖譜，為未來在人類中診斷相關不孕癥提供了明確的候選基因列表。

總的來說，這項研究像是一份高精度的“生命初期建筑藍圖”，讓我們看清了維持早期胚胎發育的關鍵基礎設施是如何搭建的。它不僅解答了基礎生物學的重要問題，也為開發針對 CPL 相關基因突變的不孕癥靶向治療策略奠定了理論基礎。未來，通過篩查這些基因，或許能更早地發現并干預潛在生育風險。

2026 年 3 月 17 日，西湖大學申恩志研究員、西湖大學于洪濤實驗室高海山研究員作為共同通訊作者（劉淑賢、劉雨松、薛均超、李珍珍、張艷為論文共同第一作者），在Nature期刊發表了題為：Molecular basis of oocyte cytoplasmic lattice assembly 的研究論文【2】。

該研究解析了卵母細胞的細胞質晶格（CPL）組裝的分子基礎，為理解 CPL 在哺乳動物早期胚胎發生和雌性生殖障礙中的功能奠定了基礎。

2026 年 3 月 31 日，四川大學 華西第二醫院、生物治療全國重點實驗室鄧東研究員 團隊（池朋亮、王祥、李嘉璐、黃婧睿為論文共同第一作者），在國際頂尖學術期刊Nature上 發表了 題為： Structure of the mouse cytoplasmic lattice 的 研究論文【3】。

該研究解析了卵母細胞的細胞質晶格（CPL）的原子級分辨率結構，將 CPL 確立為卵母細胞和早期胚胎發育中調控母源蛋白質穩態的特化的無膜細胞器， 為理解卵母細胞質量控制機制以及不孕不育的分子基礎，提供了全新視角 。

論文鏈接：

1. https://www.vita-journal.com/vita/EN/10.15302/vita.2026.04.0030

2. https://www.nature.com/articles/s41586-026-10360-7

3. https://www.nature.com/articles/s41586-026-10442-6