鋅在動物生育中的作用及對迅速診斷不孕的應用

密蘇里大學的研究人員發現，鋅在促進男性生殖方面發揮著關鍵作用，這一發現對改善家畜體外受精和人工授精以及不育診斷和治療具有重要意義。

“微量元素鋅與生育直接相關，”穆氏農業、食品和自然資源學院動物科學教授Peter Sutovsky說。“我們知道，無論是豬還是人類，給予雄性鋅補充劑都能提高生育能力。現在我們知道，分析體內鋅的含量可以幫助我們快速評估受精潛力和精子質量。

科學家們長期以來一直在努力了解如何調節精子獲能能力的，這是精子必須經歷的重要生理過程，獲能后才能使卵子受精。Sutovsky和博士生Karl Kerns使用了一種最先進的基于圖像的流式細胞儀，它可以每秒攝取多達2 000個細胞的圖像，并用熒光染料跟蹤鋅等生物標記物，以監測精子細胞在不同階段的獲能過程。他們發現鋅離子 （Zn2+）對獲得能力有顯著地的控制，而不僅僅是啟動這一過程，因為在某些情況下，離子可以阻止甚至逆轉這個過程。這也發生在受精卵已經受精并且必須抵抗另一個精子的時候。

該研究的另一個成果是通過流式細胞儀分析其精子細胞來快速準確地評估豬只的生育力。當涉及到體外受精和人工授精等替代過程時，這可以幫助做出更明智的決策。例如，傳統的精子細胞在人工授精進入豬體之前被“稀釋”，這就消除了一些鋅。保存鋅會保留更健康的精子和更強的識別不孕的能力。

“對于人類和動物來說，不育是一個代價昂貴的問題，”Karl Kerns說。“這項研究為我們提供了工具，通過展示鋅的重要性來更有效地解決問題。既是生育的中介，又是我們用來識別精子問題的指標。如果我們能夠在每一窩中增加1頭高品質公豬，這將使美國豬農的收入每年增加1.3億美元。”

這項研究“哺乳動物精子獲能過程中的鋅離子通量”發表在《Nature Communications》。 密蘇里大學的合作者Michal Zigo，Erma Z. Drobnis和 Miriam Sutovsky也 參與了這項研究。資助由美國農業部國家食品與農業研究院撥款（項目編號 2015-67015-23231，博士后獎學金獎 號2017-67011-26023）和美國國立衛生研究院（授予號5 R01 HD084353-02 ）以及歐洲發展基金，捷克科學院和密蘇里大學的支持。以上內容僅是作者的觀點，并不一定代表資助機構的官方觀點。