四川大學最新Nature

受精卵幾乎完全依賴母體儲存在卵母細胞中的物質來確保成功啟動發育。哺乳動物卵母細胞中的胞質網格(CPL)儲存母體表達的蛋白質，并在胚胎發生中起重要作用。損害多個CPL成員導致早期胚胎停滯(EEA),導致哺乳動物不育。然而，CPL的組裝和存儲的基本機制在很大程度上仍然是未知的。

2026年3月31日，四川大學鄧東團隊在Nature在線發表題為“Structure of the mouse cytoplasmic lattice”的研究論文。該研究首次解析了卵母細胞中CPL的原子分辨率結構，并揭示了它在維持卵母細胞蛋白質穩定方面的重要作用，填補了該領域長期以來的空白。該研究成果首次從分子層面定義：CPL是調控母源蛋白穩態的新型無膜細胞器，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的視角。

細胞質晶格(CPL)是進化上保守的卵母細胞特異性組件，對早期胚胎發育至關重要。這些結構在整個卵質中非常豐富，約占其體積的10% 。CPLs儲存早期胚胎發生所必需的母體效應蛋白。與小鼠CPLs相關的因子的遺傳破壞經常導致早期胚胎停滯(EEA)，缺陷合子基因組激活(ZGA)和不育。值得注意的是，在患有不孕癥的婦女或患有多位點印記障礙(MLIDs)的后代中，已經鑒定出跨越CPL相關母體效應子的越來越多的致病/可能致病變異體，建立了CPL功能障礙和生殖障礙之間的直接聯系。

盡管它們很重要，CPL仍然是生殖生物學中最不為人所知的細胞器樣組件之一。對CPL的結構理解仍然局限于一個約30?的cryo-ET重建。其重復單位的組裝機制尚未解決，分子見解仍然分散在重建的亞復合物和調控節點中，包括小鼠和個人SCM CCO的亞單位組成和組裝，SCMC介導的14-3-3蛋白募集以調節早期胚胎分裂，以及母體PADI6–UHRF1–UBE2D(MPU)和NLRP14-UHRF1調節蛋白泛素化。然而，現有的結構未能解釋SCMC、MPU、NLRPs和額外的母體因子如何組合成網格。因此，CPL的原子級分辨率結構非常需要確定其完整的分子結構，并為女性不孕癥的臨床診斷和治療奠定結構基礎。

CPL核心內貨物蛋白的儲存機制（圖源自Nature）

在這里，研究人員報告了一個天然小鼠CPL重復單位(~ 4 MDa)在3.74?分辨率下的cryo-EM結構。這種重復單元表現出包括框架、延伸接頭和CPL核心的三重結構。外部框架由PADI6 十聚體和皮質下母體復合體(SCMC)構建而成。由NLRP4F形成的兩個接頭將框架聚合成延伸的細絲。在CPL核心中，表觀遺傳調控因子UHRF1被PADI6、UBE2D和NLRP14捕獲在一個緊湊的自抑制構象中，阻止核進入和泛素連接酶活性。

此外，CPL核心儲存GTP結合的α/β-tubulin異二聚體和無活性的SCF E3-泛素連接酶組分(FBXW-SKP1復合物),處于平衡但受限的狀態。這些特點使CPLs成為一個動態的調節池，在卵母細胞向胚胎的轉變過程中，它能夠快速裝配微管并嚴密控制泛素化。總之，這種半原位結構闡明了CPL組裝和儲存模塊組織，并建立了CPL作為卵母細胞和早期胚胎發育中母體調節的專門蛋白沉積細胞器。

華西第二醫院、生物治療全國重點實驗室鄧東研究員為本文唯一通訊作者，四川大學華西第二醫院博士后池朋亮、研究員王祥、博士后李嘉璐和四川大學生物治療全國重點實驗室研究生黃婧睿為本文共同第一作者。四川大學鞠斯成、劉思貝、嚴莉、路岳超、張梓涵、韓卓、李金虹、齊倩倩、劉卿婷、曾毅仁、郭麗，中國科學技術大學張曉峰研究員以及深圳醫學科學院桂龍研究員在研究中作出了重要貢獻。

參考消息：

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