低温条件下外源肌酸通过调控肝脏转录组及GnRH信号通路促进中华鳖卵巢发育的机制研究

本研究针对低温禁食条件下冬眠动物的能量代谢调控机制不明这一科学问题，以中华鳖（Pelodiscus sinensis）为模型，探究了外源肌酸（50-400?mg/kg）对卵巢发育的影响。研究发现肌酸处理显著增加卵泡直径和卵黄颗粒积累，上调肌酸激酶（CK）表达并降低卵巢乳酸水平；肝脏转录组揭示4355个差异基因，涉及VTG、LEPR、LHR等生殖相关基因及脂肪细胞因子、氧化磷酸化等通路激活。该研究为改善冬眠动物低温环境下的能量管理策略提供了理论依据。

　　

在变温动物的生存策略中，冬眠期间的低温适应与能量分配一直是进化生物学和生理学的研究难点。中华鳖作为具有重要经济价值的水生爬行动物，其卵巢发育在低温条件下常出现停滞现象，直接制约人工养殖的繁殖效率。尽管已知肌酸（Creatine）在能量缓冲系统中起核心作用，但其如何通过跨组织代谢网络调控生殖发育的分子机制尚未阐明。

中国水产科学研究院的研究团队在《Aquaculture Reports》发表的研究中，通过外源肌酸干预实验结合多组学分析，首次系统揭示了肌酸通过肝脏-卵巢轴调控中华鳖生殖发育的分子通路。研究采用肌酸梯度处理（50-400?mg/kg）、卵泡形态测量、肌酸激酶（CK）活性检测及肝脏转录组测序等技术，发现8周肌酸处理使卵泡直径增加23.7%，同时显著降低卵巢乳酸积累（P<0.05）。转录组分析鉴定出4355个差异表达基因，其中卵黄蛋白原（VTG）、瘦素受体（LEPR）和促性腺激素受体（LHR/FSHR）的表达上调尤为突出。

肌酸激活能量代谢通路
研究显示肌酸处理显著提升肝脏中肌酸激酶B型（CK-B）的表达（P<0.05），同时氧化磷酸化（OXPHOS）通路相关基因表达量增加2.1-3.8倍。这证实肌酸通过维持ATP稳态为卵泡发育提供能量基础。

脂肪-生殖轴调控机制
脂肪细胞因子信号通路中，瘦素（Leptin）分泌增加激活下丘脑-垂体-性腺轴，促性腺激素释放激素（GnRH）信号通路关键基因如GNRH1表达上调3.2倍，直接刺激卵母细胞成熟。

跨组织代谢重编程
过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）信号通路被显著激活（P<0.01），调控脂质转运蛋白CD36等基因表达，促进卵黄前体物质从肝脏向卵巢转运。

该研究创新性地构建了"肌酸-肝脏代谢重编程-卵巢发育"的调控模型，为水产动物低温繁殖管理提供了新策略。研究证实外源肌酸可通过多通路协同作用：① 提升能量缓冲能力；② 激活脂肪-生殖内分泌轴；③ 优化卵黄物质转运。这些发现不仅解释了冬眠动物生殖发育的能量分配机制，也为改善经济龟鳖类人工养殖的繁殖效率提供了可操作的营养干预方案。