孙飞研究组构建大规模小鼠精子原位冷冻电镜数据资源

　　精子是承担受精功能的高度特化生殖细胞，其功能依赖头部、颈部和鞭毛等区域的结构分工与协调配合。解析这些结构在近天然状态下的三维组织方式，有助于理解精子发育、鞭毛运动和受精过程，以及男性不育相关结构异常的形成基础。近年来，冷冻电子断层成像（cryo-ET）推动了哺乳动物精子轴丝的原位结构研究，但公开数据资源仍相对不足。现有数据多集中于特定区域，缺少兼具规模、质量和区域覆盖度的数据集，制约了数据复用、跨区域比较及自动化分析方法的开发。

　　2026年11月1日，中国科学院生物物理研究所孙飞团队在《Data Express in Life Digitalization》发表题为"A large-scale in situ cryo-electron tomography dataset of mouse sperm"的数据快报，正式发布小鼠精子超微结构资源库（Mouse Sperm Ultrastructure Resource, MSUR）。MSUR由1,413套野生型C57BL/6J小鼠精子的断层重构图及相关组成，覆盖精子头部、颈部和中段、主段、尾段等主要区域 （图1），是一个面向精子原位超微结构研究和计算分析的大规模数据资源。

图1：MSUR中小鼠精子不同部位的冷冻电子断层重构图

　　文章系统介绍了精子样品制备、冷冻聚焦离子束减薄、倾转序列采集及断层图重构的流程，提供了断层重构图、采集元数据、对齐参数、重构断层图和数据质量控制记录。研究团队还整理了每套数据的采集条件与基本信息，并说明所用仪器、倾转策略及关键处理参数，便于研究者了解数据来源、筛选所需区域，并根据自身研究目的重新处理和分析数据。此外，数据集还配套了相应的说明文件以及详细的处理流程说明。通过共享从原始数据到重构结果的多个环节，MSUR为研究结果的核查与数据的持续复用提供了基础。

　　研究组与合作者围绕MSUR已取得一系列成果：揭示小鼠精子双联微管的稳定机制（Cell Discovery, 2023），解析中央微管结构及CFAP47缺陷与弱精症的关系（Cell Research, 2025），并发现连接辐射辐条的TRiC伴侣蛋白通过促进局部合成蛋白的折叠维持精子鞭毛运动（Molecular Cell, 2026）。

　　MSUR可支持多种类型的后续研究，包括用于精子超微结构的原位观察与比较、亚断层平均，以及自动颗粒识别和图像分割等方法的开发；其中的野生型数据也可作为研究突变或疾病相关结构变化的参照（图2）。

图2：MSUR的应用示例

　　中国科学院生物物理研究所孙飞研究员、朱赟研究员为论文的共同通讯作者，孙飞组博士生王蓉为论文第一作者，孙飞组殷国良博士与台林华博士也参与了相关工作。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。

　　文章链接：

　　https://doi.org/10.3724/DeLD-20260014

　　数据集链接：

　　CSTR: https://cstr.cn/31253.11.sciencedb.00zls

　　DOI: https://doi.org/10.57760/sciencedb.00zls

（供稿：孙飞研究组）