《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》：Proteomic and functional characterization of seminal and epididymal plasma proteins associated with male fertility in cattle: A comprehensive review
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动物行业中因不育导致的损失主要由精液质量问题引起。精液血浆包含酶、结构蛋白、抗氧化蛋白和免疫调节蛋白等，调控精子运动、获能、与卵子相互作用及抗应激。高 fertility 公牛精液血浆中相关蛋白丰度显著高于低 fertility 对照组，为 fertility 预测和辅助生殖技术提供分子靶点。
R. Parameswari|K. Kasthuri|P. Madhan Kumar|R. Ganesamoorthy|K. Thirugnanasambandham|T.B. Sridharan|R. Babujanarthanam
印度泰米尔纳德邦维洛尔市塞尔卡杜（Serkkadu）的蒂鲁瓦卢瓦大学（Thiruvalluvar University）生物化学系，邮编632115
摘要
动物产业因不孕和亚生育问题而遭受重大经济损失，其中男性不育是导致繁殖失败的主要因素。对牛的研究表明，这些失败在很大程度上归因于精液质量而非与雌性相关的因素。精液浆是一种复杂的、富含蛋白质的生物液体，由附属性腺和附睾尾部的分泌物组成，其中包含功能各异的蛋白质群，如酶、结构蛋白、抗氧化蛋白和免疫调节因子。这些蛋白质参与关键的生殖过程，包括精子运动性调节、精子获能、精子-卵子相互作用以及抵御氧化和免疫压力。
与单独列出蛋白质相比，研究表明某些关键的功能性蛋白质群（如与生育相关的糖蛋白、抗氧化酶（例如谷胱甘肽过氧化物酶）和分子伴侣蛋白（例如热休克蛋白）会影响精子功能。多项研究显示，高生育能力的公牛中这些蛋白质的丰度比低生育能力的公牛高出1.5至3.0倍。本综述系统地整合了来自不同地理区域的牛的蛋白质组学研究，揭示了精液浆蛋白质组成的变化如何影响生育表型。此外，还强调了这些蛋白质作为生育预测的定量生物标志物以及改进畜牧系统中的精液保存和辅助生殖技术的潜在应用。
引言
不孕在动物和人类繁殖中仍是一个多因素且尚未完全理解的现象。动物男性不育和亚生育的潜在原因在很大程度上仍未明确[Eisenberg等人，2023；Farquhar等人，2019；Rahman等人，2017]。在畜牧产业中，选择高生育能力的种公牛对于提高繁殖效率至关重要。因此，大量研究致力于识别可靠的男性生殖潜力生物标志物[Bodu等人，2025]。生物技术和分析技术的进步使得能够全面表征精液和精液浆的蛋白质组。这些蛋白质组学方法有助于大规模识别和功能注释与男性生殖系统相关的蛋白质[Mansour，2025]。蛋白质组学研究揭示了来自生殖器官分泌物和精液浆的多种蛋白质，为改善畜牧物种的繁殖性能提供了分子基础。
精液浆由附睾、附属腺和睾丸的分泌物组成[DeJarnette等人，2004]。射精过程中，附属腺的分泌物与精子混合，决定了精液的总体体积和生化组成。在雌性生殖道中，这些分泌物在维持精子活力、促进受精和支持早期胚胎发育方面起着关键作用[Matzuk和Lamb，2008；Park等人，2012]。图1概述了精液成分的解剖起源和功能整合，强调了附属腺、附睾和睾丸对精液组成的贡献。当精子进入附睾尾部时，附睾上皮会释放特定区域的蛋白质，调节精子的成熟和功能能力[Moura等人，2007]。部分精液浆蛋白质来源于血浆，其余特定蛋白质则在睾丸、附睾、输精管和精液囊内合成[Manjunath等人，1994]。其中一些蛋白质与血清蛋白具有抗原相似性，表明它们具有部分系统来源。水牛的精液浆通常包含大约6-7个主要蛋白质组分，而牛的精液浆包含约5-6个组分，表明存在保守但物种特异性的蛋白质组谱。射出的精液大约由10%的精子和90%的精液浆组成。精子携带受精所需的遗传物质，而精液浆提供营养支持、抗氧化保护以及精子功能调节[Krishnan等人，2016]。
该示意图展示了影响精液组成的主要来源，包括附属腺液（AGF）、附睾尾部液（CEF）和睾丸生精小管。来自精液囊、前列腺和尿道球腺的附属腺分泌物提供了参与精子保护和运输的蛋白质。附睾尾部为精子成熟提供了特殊的微环境，而精子则在睾丸的生精小管中产生。这些成分的整合产生了具有受精能力的功能性精子。
射精过程中，附属腺液（AGF）与精子结合，构成了精液的主要体积。多种AGF来源的蛋白质与精子膜相互作用，调节膜稳定性、精子获能和功能活性[Ashrafzadeh、Karsani和Nathan，2013a；Ashrafzadeh、Nathan和Karsani，2013b；Way和GRIEL JR、L.C.以及Killian，G.J.，2000]。精液囊产生大量精液浆蛋白质，其中许多蛋白质与精子相互作用并影响生殖过程。实验研究表明，去除精液囊会导致动物模型（如小鼠）完全不育，并降低受精率和后代产量[Peitz和Olds-Clarke，1986；Xu等人，2024]。
- (A)
主要精液囊液蛋白质的相对丰度
BSP1：精子蛋白结合蛋白1；BSP5：精子蛋白结合蛋白5；SPHZ：精子黏附蛋白Z13；ALB：白蛋白；SRN：丝氨酸蛋白酶；TIMP2：金属蛋白酶组织抑制剂2；CLU：簇蛋白。这些蛋白质与精子获能、膜稳定性和抗氧化保护有关。
(B)基于分子活性的功能分类
蛋白质根据其功能被分类为催化活性、结合活性、分子功能调节剂、转运活性、抗氧化活性、结构分子活性和分子转导活性等类别。
蛋白质根据其在细胞过程、代谢过程、定位、刺激反应、生殖、免疫系统过程和生物调节等生物过程中的作用进行分组。数据来源于已发表的牛精液浆蛋白质组学研究，代表了鉴定出的蛋白质在功能类别中的相对贡献。
涉及精子获能的主要蛋白质
精子获能是一系列严格调控的生化和生理变化过程，使精子具备受精能力。这一过程始于精子与附属腺分泌物的相互作用。牛精液浆（BSP）中的蛋白质——特别是BSP A1/A2、BSP A3和BSP 30 kDa——促进胆固醇和磷脂从精子膜中释放，从而增加膜流动性并启动获能过程[Manjunath和Thérien，2002；Vadnais和
比较案例研究
为了更好地理解精液浆蛋白质组与生育能力之间的关系，分析了多个牛品种的比较蛋白质组学研究。这些研究共同强调了蛋白质表达差异如何影响精子功能、受精潜力和品种特定的生育结果。
讨论
蛋白质组学分析的进步使得能够详细表征精液和精液浆蛋白质，深入了解了调控公牛生殖能力的分子机制。本分析表明，牛精液浆含有多种与生育相关的蛋白质，这些蛋白质不仅调节关键生理过程（如获能、运动性和精子-卵子相互作用），还作为预测生物标志物区分高生育能力和低生育能力的公牛。
结论
牛的男性生殖能力受复杂且高度协调的分子过程调控，精子功能是生育能力和繁殖效率的关键决定因素。畜牧业的繁殖成功严重依赖于精子的功能完整性以及精液浆蛋白质的调节作用。蛋白质组学分析揭示了不同蛋白质群调节了诸如获能、运动性、结构完整性等关键过程。
CRediT作者贡献声明
R. Parameswari：撰写——初稿、方法学、研究。
K. Kasthuri：验证、资源。
P. Madhan Kumar：资源、正式分析。
R. Ganesamoorthy：撰写——审稿与编辑。
K. Thirugnanasambandham：撰写——审稿与编辑、初稿撰写。
T.B. Sridharan：撰写——初稿、监督、方法学。
R. Babujanarthanam：软件、资源。
伦理声明
不适用。
写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的情况声明
生成式AI被用于纠正手稿中的语法错误和提升图片质量。
未引用的参考文献
Riffo和Párraga，1997
Rodríguez-Villamil等人，2016
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢印度泰米尔纳德邦维洛尔市塞尔卡杜（Serkkadu）的蒂鲁瓦卢瓦大学（Thiruvalluvar University）生物化学系的支持。
