家畜胚胎工程与繁殖创新团队揭示奶牛产后严重能量负平衡损伤子宫内膜上皮细胞以及褪黑素保护的作用机制

作者：赵善江来源：家畜胚胎工程与繁殖创新团队发布时间：2024-09-23

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近日，家畜胚胎工程与繁殖创新团队阐明了奶牛产后严重能量负平衡损伤牛子宫内膜上皮细胞的分子机制，并探索了褪黑素在缓解PA诱导的牛子宫内膜上皮细胞线粒体功能障碍和细胞凋亡中的作用，为严重能量负平衡的预防和治疗提供了理论基础，同时也为肥胖女性反复性植入失败、早期胚胎丢失等与子宫内膜功能异常相关的疾病研究提供了参考。相关研究成果发表在《动物科学与生物技术杂志（Journal of Animal Science and Biotechnology）》上。

近年来随着奶牛单产的不断提高，奶牛产后需要更多的能量供应乳糖合成，导致更多的高产奶牛产后出现严重能量负平衡。生产上，严重能量负平衡牛只表现出受胎率下降，导致奶牛繁殖性能和利用年限降低，严重影响牧场经济效益。研究发现，严重能量负平衡会过度动员体脂而在子宫内中大量沉积饱和脂肪酸，以棕榈酸（palmitic acid, PA）为代表的饱和脂肪酸已被证实会对牛子宫内膜上皮细胞（BEECs）的活力和增殖产生负面影响，包括诱导细胞凋亡，但是损伤机制不明。

本研究首先构建了PA诱导的BEECs高脂应激模型，研究表明0.2 mmol/L PA通过诱发BEECs氧化应激，抑制其线粒体呼吸，导致线粒体功能障碍和细胞凋亡；此外，PA还激活了自噬过程，但同时也伴随着P62蛋白的增加，这表明自噬通路可能受到了影响。为缓解PA诱发的BEECs氧化应激，研究人员在PA处理BEECs之前，加入100 μmol/L褪黑素孵育BEECs 1 h，发现褪黑素预孵能够显著降低线粒体氧化应激水平并增强线粒体呼吸功能；进一步研究发现褪黑素还能够通过激活AMPK-mTOR-Beclin-1通路增强自噬，清除更多受损的线粒体，从而保护线粒体稳态。综上，褪黑素预处理可以通过减少氧化应激和进一步增强自噬来减轻PA诱导的细胞损伤，从而有效缓解PA引发的BEECs线粒体功能障碍和细胞凋亡。

硕士研究生王忆为论文第一作者，赵善江副研究员为通讯作者。该研究得到了自然科学基金和国家奶牛产业技术体系等项目的支持。

原文链接：https://jasbsci.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40104-024-01064-x