圈养领西猯阴道菌群组成与繁殖阶段的关联:MALDI-TOF MS鉴定及激素相关性分析

【字体: 时间:2025年10月15日 来源:Reproduction and Fertility 3.4

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  本研究针对野生动物繁殖微生物组研究匮乏的现状,首次利用MALDI-TOF MS技术分析了领西猯(Pecari tajacu)不同繁殖阶段(青春期、非妊娠期、妊娠期)阴道需氧和微需氧菌群组成,发现菌群物种多样性随繁殖阶段变化而显著差异(如青春期以Alcaligenes faecalis为主,妊娠期以Bacillus cereus为优势菌),虽未检测到菌群比例与孕酮水平或阴道细胞学的显著相关性,但为珍稀物种的生殖管理提供了关键微生物基线数据,对保护生物学具有重要实践意义。

  
在野生动物保护领域,辅助生殖技术(Assisted Reproductive Technologies, ART)已成为维持物种延续的重要工具,但成功应用离不开对繁殖生物学的深入理解。尤其近年来,繁殖微生物组(reproductive microbiome)——即栖息于生殖器官或组织中的细菌、病毒、真菌等微生物群落——被发现在人类生殖健康和妊娠结局中扮演关键角色,例如阴道内乳酸杆菌(Lactobacillus)的 dominance 对维持酸性环境、防止病原体入侵至关重要,且受雌激素调控。然而,对野生动物而言,繁殖微生物组的研究仍处于起步阶段,这极大限制了珍稀物种的保育繁殖效率。
领西猯(Pecari tajacu)作为一种分布中南美洲的猪形偶蹄目动物,虽被国际自然保护联盟(IUCN)列为“无危”,但在大西洋森林和卡廷加等生物群落中已濒临局部灭绝,成为保护焦点。此前研究多集中于雄性领西猯的生殖道微生物(如 Corynebacterium 和 Staphylococcus),而雌性生殖道的微生物组成及其与繁殖生理的关系仍属空白。考虑到阴道微环境易受激素水平影响(如在猕猴中孕酮可调节四分之一的阴道微生物类群丰度),且家猪(与西猯科亲缘最近的家养动物)的阴道菌群也呈现繁殖阶段依赖性变化,研究人员推测:领西猯阴道菌群可能同样受繁殖阶段调控。为验证这一假设,来自巴西半干旱联邦大学(UFERSA)动物种质保存实验室的团队开展了此项研究,成果发表于《Reproduction and Fertility》。
研究团队选取11只圈养雌性领西猯,按繁殖状态分为三组:4只青春后期(约6.5月龄)、4只非妊娠成年(约18月龄)和3只妊娠早期(约30月龄)。通过物理保定采集每只动物的血清样本(用于孕酮 radioimmunoassay, RIA 检测)和阴道拭子(用于阴道细胞学涂片和微生物分析)。微生物鉴定采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术,该技术通过比对微生物核糖体蛋白谱与数据库(Bruker Biotyper DB 8.0),可实现快速、准确的物种水平鉴定,避免了分子方法存在的污染抑制、耗时昂贵等问题。统计学分析使用GraphPad Prism?软件,采用Kruskal-Wallis检验、ANOVA及Spearman相关性分析等方法。
血清孕酮值在不同繁殖阶段的差异
妊娠组血清孕酮浓度(64.3 ± 10.2 ng/mL)显著高于青春后期组(13.8 ± 6.6 ng/mL)和非妊娠组(10.7 ± 4.9 ng/mL),这与领西猯妊娠期需高孕酮维持的生理特性一致,也印证了动物分组的准确性。
不同繁殖阶段的阴道细胞学特征
青春后期组表层细胞比例最高(93.2 ± 3.2%),而妊娠组中间层细胞占优势(55.0 ± 8.6%),这可能与青春期启动相关。但阴道细胞类型比例与孕酮浓度无显著相关性,与此前该物种研究结论相符。
不同繁殖阶段的菌群组成
菌群在门水平上以厚壁菌门(Firmicutes)为主导(总占比58.3%),但物种组成呈现繁殖阶段特异性:青春后期组以Alcaligenes faecalis(变形菌门, Proteobacteria)和Glutamicibacter creatinolyticus(放线菌门, Actinobacteria)为主;非妊娠组优势菌为Bacillus badius和Staphylococcus microti(厚壁菌门);妊娠组则富含Bacillus cereus和Mammaliicoccus sciuri(厚壁菌门)。尽管菌群物种丰富度(青春后期5种、非妊娠7种、妊娠7种)存在定性差异,但各门相对比例无统计学差异。Spearman相关性分析进一步表明,菌群比例与孕酮浓度、阴道细胞类型均无显著关联。
讨论与结论
本研究首次描绘了领西猯阴道需氧和微需氧菌群的繁殖阶段动态图谱,虽未发现量化比例的显著变化,但定性多样性凸显了繁殖生理对微生物群落的影响。菌群以厚壁菌门(如Staphylococcus、Bacillus、Mammaliicoccus)为主,与家猪阴道菌群相似,这些 commensal 细菌可能通过产乳酸等机制维护阴道健康。值得注意的是,优势菌如Mammaliicoccus sciuri(旧称Staphylococcus sciuri)和Bacillus cereus虽潜在携带耐药基因,但本研究中的动物均无感染迹象,提示它们可能起保护作用。
研究局限性包括样本量小(n=11)、未涵盖严格厌氧菌以及MALDI-TOF数据库对野生动物菌株覆盖不足。然而,MALDI-TOF MS技术在此的成功应用,为野生动物微生物研究提供了快速、可靠的替代方案。未来研究可整合宏基因组学和代谢组学,深入解析菌群功能及其与宿主互作机制。
总之,该研究为领西猯繁殖管理提供了基线微生物数据,填补了雌性生殖微生物研究的空白,对优化圈养繁殖、预防生殖道感染及促进种群可持续发展具有重要实践意义,同时也为其他野生动物的保护生物学研究提供了可借鉴的框架。
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