Sædcellernes acrosomreaktion:

I pattedyr er fuldt modne ægceller, der er klar til befrugtning, hver især omgivet af en tyk vitellinhinde kaldet zona pellucida, der igen er omgivet af talrige follikulære celler, der er indlejret i en acellulær matrix (hyaluronsyrepolymerer). Tilsammen er disse kendt som cumulus-oocyte-komplekset. Selv om vi er sikre på, at spermatozoerne gennemgår AR på det tidspunkt, hvor de træder ind i zona pellucida ved hjælp af aktiv flagellar fremdrift, har det været genstand for kontroverser, hvor befrugtningssædcellerne begynder deres AR. Tidlige forskere, som undersøgte cumulus-oocyte-komplekser indsamlet fra ovidukterne hos naturligt parrede eller inseminerede hunner, fandt spermatozoer med intakte, modificerede eller ingen acrosomer i cumulus omkring befrugtningstidspunktet . Yanagimachi og Phillips konkluderede, at de fleste befrugtede hamstersædceller in vivo påbegynder deres AR, mens de bevæger sig gennem cumulus. Andre forskere, især dem, der studerede musens befrugtning in vitro, var imod denne idé og hævdede, at det sted, hvor den fysiologisk relevante AR finder sted, er zona pellucida . Denne hypotese var baseret på to observationer: Det var baseret på to hypoteser: Akrosome intakte sædceller binder sig til zona pellucida in vitro og gennemgår derefter AR , og solubiliseret zona pellucida, især solubiliseret ZP3, binder sig specifikt til den akrosomale region af sædcellernes hoved og inducerer AR lige så effektivt som Ca2+ ionoforen in vitro . Det skal bemærkes, at ingen nogensinde har undersøgt en enkelt sædcelle kontinuerligt fra begyndelsen af AR til slutningen af befrugtningen (syngami). De spermatozoer, der begynder deres AR på zona pellucida, er måske ikke dem, der rent faktisk befrugter. Gahlay et al. har for nylig rejst tvivl om zona pellucida’s evne til at inducere AR’en. Ifølge disse forskere er zonae i transgene mus (ZP2Mut, ZP3Mut) ikke i stand til at inducere AR, men alligevel befrugtes oocytter stadig i disse stammer, hvilket tyder på, at befrugtende spermatozoer gennemgår AR enten før deres kontakt med zonaen eller under deres passage gennem den.

Jin et al. nærmede sig problemet med sædets AR og fertilitet ved at videooptage muses spermatozoer efter inseminering af cumulus-omsluttede oocytter in vitro. De placerede et enkelt cumulus-oocytkompleks under et miniature dækglas og komprimerede og inseminerede det derefter let med kapacitetsfyldte spermatozoer, inden de foretog en kontinuerlig videooptagelse. De anvendte transgene hanmus, hvis spermatozoer udtrykker grønt fluorescerende protein i deres acrosomer. Sædcellernes hoveder viser grøn fluorescens, når acrosomerne er intakte. Dette forsvinder ved igangsætning af AR . Styrken ved Jin et al.s undersøgelse var, at forskerne kunne skelne befrugtede spermatozoer fra deres ikke-befrugtede modstykker ved at undersøge de optagede billeder; dette er noget, som ingen nogensinde har gjort før. Resultaterne af deres undersøgelse var overraskende. De fleste befrugtende musesædceller havde allerede gennemgået AR, da de først blev set i cumulus. Selv om nogle få befrugtede spermatozoer gennemgik AR på zonaen, svømmede de fleste akrosom-intakte spermatozoer væk fra zonaen uden at komme ind i den. Med andre ord var initieringen af sædcellernes AR på zonaen snarere undtagelsen end reglen. Dette er i overensstemmelse med det, der er blevet observeret for marsvinsspermatozoer, som udelukkende binder sig til og trænger ind i zona pellucida efter AR . Man kan undre sig over, hvorfor tidligere forskere troede, at akrosomreagerende musespermatozoer er infertile på grund af deres manglende evne til at binde sig til zona . Rapporten af Jin et al. minder os om, at vi må genundersøge processen og mekanismen for interaktion mellem sædceller og oocytter ved at være mere opmærksomme på de sædceller, der rent faktisk deltager i befrugtningen. Hos mange arter er befrugtning in vitro helt sikkert mulig uden en intakt cumulus oophorus. Utvivlsomt har zona pellucida evnen til at inducere eller fremskynde AR, men zona pellucida kan ikke betragtes som det eneste medfødte stof, der inducerer den fysiologiske AR.

Jin et al. afklarede ikke det sted, hvor befrugtede musesædceller begyndte deres AR. Fordi cumulus oophorus er stor, brugte forskerne et objektiv med lav forstørrelse til at søge efter spermatozoer i cumulus. Dette gjorde det vanskeligt at afgøre, hvornår og hvor AR begyndte i de undersøgte spermatozoer. Det fremgår dog klart af deres undersøgelse, at muses spermatozoer, der har påbegyndt AR før de nåede zonaen, var i stand til at befrugte. Det er endnu uvist, hvor befrugtede sædceller begynder deres AR, og hvad der udløser AR’en.