受精卵几乎完全依赖母体储存在卵母细胞中的物质来确保成功启动发育。哺乳动物卵母细胞中的胞质网格(CPL)储存母体表达的蛋白质，并在胚胎发生中起重要作用。损害多个CPL成员导致早期胚胎停滞(EEA),导致哺乳动物不育。然而，CPL的组装和存储的基本机制在很大程度上仍然是未知的。
2026年3月31日，四川大学邓东团队在Nature在线发表题为“Structure of the mouse cytoplasmic lattice”的研究论文。该研究首次解析了卵母细胞中CPL的原子分辨率结构，并揭示了它在维持卵母细胞蛋白质稳定方面的重要作用，填补了该领域长期以来的空白。该研究成果首次从分子层面定义：CPL是调控母源蛋白稳态的新型无膜细胞器，为理解卵母细胞质量控制机制以及不孕不育的分子基础提供了全新的视角。
细胞质晶格(CPL)是进化上保守的卵母细胞特异性组件，对早期胚胎发育至关重要。这些结构在整个卵质中非常丰富，约占其体积的10% 。CPLs储存早期胚胎发生所必需的母体效应蛋白。与小鼠CPLs相关的因子的遗传破坏经常导致早期胚胎停滞(EEA)，缺陷合子基因组激活(ZGA)和不育。值得注意的是，在患有不孕症的妇女或患有多位点印记障碍(MLIDs)的后代中，已经鉴定出跨越CPL相关母体效应子的越来越多的致病/可能致病变异体，建立了CPL功能障碍和生殖障碍之间的直接联系。
尽管它们很重要，CPL仍然是生殖生物学中最不为人所知的细胞器样组件之一。对CPL的结构理解仍然局限于一个约30Å的cryo-ET重建。其重复单位的组装机制尚未解决，分子见解仍然分散在重建的亚复合物和调控节点中，包括小鼠和个人SCM CCO的亚单位组成和组装，SCMC介导的14-3-3蛋白募集以调节早期胚胎分裂，以及母体PADI6–UHRF1–UBE2D(MPU)和NLRP14-UHRF1调节蛋白泛素化。然而，现有的结构未能解释SCMC、MPU、NLRPs和额外的母体因子如何组合成网格。因此，CPL的原子级分辨率结构非常需要确定其完整的分子结构，并为女性不孕症的临床诊断和治疗奠定结构基础。
CPL核心内货物蛋白的储存机制（图源自Nature）
在这里，研究人员报告了一个天然小鼠CPL重复单位(~ 4 MDa)在3.74Å分辨率下的cryo-EM结构。这种重复单元表现出包括框架、延伸接头和CPL核心的三重结构。外部框架由PADI6 十聚体和皮质下母体复合体(SCMC)构建而成。由NLRP4F形成的两个接头将框架聚合成延伸的细丝。在CPL核心中，表观遗传调控因子UHRF1被PADI6、UBE2D和NLRP14捕获在一个紧凑的自抑制构象中，阻止核进入和泛素连接酶活性。
此外，CPL核心储存GTP结合的α/β-tubulin异二聚体和无活性的SCF E3-泛素连接酶组分(FBXW-SKP1复合物),处于平衡但受限的状态。这些特点使CPLs成为一个动态的调节池，在卵母细胞向胚胎的转变过程中，它能够快速装配微管并严密控制泛素化。总之，这种半原位结构阐明了CPL组装和储存模块组织，并建立了CPL作为卵母细胞和早期胚胎发育中母体调节的专门蛋白沉积细胞器。
华西第二医院、生物治疗全国重点实验室邓东研究员为本文唯一通讯作者，四川大学华西第二医院博士后池朋亮、研究员王祥、博士后李嘉璐和四川大学生物治疗全国重点实验室研究生黄婧睿为本文共同第一作者。四川大学鞠斯成、刘思贝、严莉、路岳超、张梓涵、韩卓、李金虹、齐倩倩、刘卿婷、曾毅仁、郭丽，中国科学技术大学张晓峰研究员以及深圳医学科学院桂龙研究员在研究中作出了重要贡献。
参考消息：
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10442-6
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