锌在动物生育中的作用及对迅速诊断不孕的应用

密苏里大学的研究人员发现，锌在促进男性生殖方面发挥着关键作用，这一发现对改善家畜体外受精和人工授精以及不育诊断和治疗具有重要意义。

“微量元素锌与生育直接相关，”穆氏农业、食品和自然资源学院动物科学教授Peter Sutovsky说。“我们知道，无论是猪还是人类，给予雄性锌补充剂都能提高生育能力。现在我们知道，分析体内锌的含量可以帮助我们快速评估受精潜力和精子质量。

科学家们长期以来一直在努力了解如何调节精子获能能力的，这是精子必须经历的重要生理过程，获能后才能使卵子受精。Sutovsky和博士生Karl Kerns使用了一种最先进的基于图像的流式细胞仪，它可以每秒摄取多达2 000个细胞的图像，并用荧光染料跟踪锌等生物标记物，以监测精子细胞在不同阶段的获能过程。他们发现锌离子 （Zn2+）对获得能力有显著地的控制，而不仅仅是启动这一过程，因为在某些情况下，离子可以阻止甚至逆转这个过程。这也发生在受精卵已经受精并且必须抵抗另一个精子的时候。

该研究的另一个成果是通过流式细胞仪分析其精子细胞来快速准确地评估猪只的生育力。当涉及到体外受精和人工授精等替代过程时，这可以帮助做出更明智的决策。例如，传统的精子细胞在人工授精进入猪体之前被“稀释”，这就消除了一些锌。保存锌会保留更健康的精子和更强的识别不孕的能力。

“对于人类和动物来说，不育是一个代价昂贵的问题，”Karl Kerns说。“这项研究为我们提供了工具，通过展示锌的重要性来更有效地解决问题。既是生育的中介，又是我们用来识别精子问题的指标。如果我们能够在每一窝中增加1头高品质公猪，这将使美国猪农的收入每年增加1.3亿美元。”

这项研究“哺乳动物精子获能过程中的锌离子通量”发表在《Nature Communications》。 密苏里大学的合作者Michal Zigo，Erma Z. Drobnis和 Miriam Sutovsky也 参与了这项研究。资助由美国农业部国家食品与农业研究院拨款（项目编号 2015-67015-23231，博士后奖学金奖 号2017-67011-26023）和美国国立卫生研究院（授予号5 R01 HD084353-02 ）以及欧洲发展基金，捷克科学院和密苏里大学的支持。以上内容仅是作者的观点，并不一定代表资助机构的官方观点。