近日,中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所家畜胚胎工程與繁殖團隊揭示了酮病主要代謝標志物β-羥基丁酸(BHBA)對牛卵泡顆粒細胞增殖的調控機制。相關研究成果發表在《獸醫學前言(Frontiers in Veterinary Science)》上。
據團隊首席朱化彬研究員介紹,酮病是高產奶牛高發的一種營養代謝性疾病,以血清中BHBA增加為顯著特征,對奶牛的卵泡發育及繁殖效率造成長期的負面影響。然而,酮病負調控卵泡發育的分子調控機制仍不清楚。
卵泡顆粒細胞(GCs)的正常發育對卵泡發育至關重要,該研究通過建立體外GCs模型驗證了0mM, 1.2mM(低濃度)和2.4mM(高濃度)三種不同濃度的BHBA對GCs增殖和細胞周期的影響。同時構建了BHBA濃度升高刺激GCs的動態轉錄譜,報告了可能對卵泡和GCs發育不利影響的關鍵調節因子。
研究發現,低濃度BHBA和高濃度BHBA組中顆粒細胞的增殖率顯著降低,細胞周期G1期的顆粒細胞數量明顯增加。應用RNA-seq鑒定差異表達基因(DEGs)及富集分析發現,低濃度BHBA組可富集到與細胞增殖和周期有關基因,如G0S2和S100A6呈下調趨勢; 高濃度BHBA組可富集到與細胞凋亡相關的差異基因(PARP)。此外,研究還發現與Ca2+平衡和雌激素合成有關的CYP27B1和CYP17A1在對BHBA增加表達趨勢一致(上調/下調)的基因集中被富集。本研究為改善酮病奶牛的生育能力提供了潛在的治療靶點。
本研究得到了國家自然科學基金、寧夏重點研發計劃、奶牛產業技術體系等項目資助。牧醫所博士生鞏建飛和助理研究員趙善江為文章的共同第一作者,朱化彬研究員為通訊作者。
原文鏈接: https://doi.org/10.3389/fvets.2022.915956