热耐受性干奶期荷斯坦奶牛胎盘效率、细胞凋亡及蛋白表达机制研究

为解决热应激(HS)对奶牛胎盘功能的影响机制问题，研究人员针对热耐受与热敏感干奶期荷斯坦奶牛开展胎盘效率、形态学及蛋白质组学研究。通过呼吸频率(RR)、体表温度(BT)等指标聚类分组，结合H&E染色、TUNEL检测及无标记蛋白质组学(LC-MS/MS)技术，发现热耐受奶牛胎盘效率显著提升，凋亡指数降低，内吞作用通路显著富集。该研究为改善热应激条件下奶牛胎盘功能提供理论依据，对保障胎儿发育及畜牧业生产具有重要意义。

　　

随着全球气候变暖加剧，热应激(HS)已成为制约畜牧业发展的关键因素。奶牛作为恒温动物，其胎盘在胎儿营养供给和废物代谢中扮演核心角色，但高温高湿环境会显著损害胎盘功能，导致胎儿发育异常。既往研究表明，热应激会减少胎盘重量达66%，改变绒毛密度和血管形态，但关于干奶期奶牛热耐受性差异对胎盘功能的影响机制仍存在知识空白。

山东银香伟业集团奶牛场的研究团队在《Journal of Dairy Science》发表的研究，首次揭示了热耐受性干奶期荷斯坦奶牛通过多重生物学途径维持胎盘高效功能的分子机制。该研究选取66头干奶期荷斯坦奶牛，通过呼吸频率(RR)、体表温度(BT)与环境温湿度指数(THI)的斜率分析，结合混合效应模型和聚类算法，将奶牛分为热耐受组(n=19)和热敏感组(n=47)。采集两组胎盘样本后，采用胎盘效率计算、H&E染色、血管形态测量、TUNEL细胞凋亡检测及无标记蛋白质组学技术展开系统研究。

胎盘效率分析
研究发现热耐受组胎盘效率(犊牛出生重与胎盘重量比值)显著高于热敏感组，但两组在胎盘重量、绒毛叶数量等基础指标上无显著差异。这一发现突破了传统认知，提示热耐受奶牛可能通过非结构性的功能优化提升营养转运能力。

绒毛与血管形态学
通过图像分析系统(Image-Pro Plus 6.0)测量发现，两组胎牛绒毛体积密度(Vv)、血管横截面积(Cv)、血管腔口径(Cc)及血管壁厚度(Tw)均无统计学差异。这一结果排除了结构适应性改变对效率提升的直接贡献。

细胞凋亡特征
TUNEL检测显示热耐受组凋亡指数(TUNEL+细胞占比)显著降低。结合病理学知识，过度的胎盘细胞凋亡会破坏营养转运屏障，而热耐受奶牛通过抑制病理性凋亡维持了胎盘完整性。

蛋白质组学机制
LC-MS/MS鉴定出3,691种蛋白质，其中160种存在差异表达。GO分析显示"正调控肌动蛋白聚合"、"内吞作用"等通路显著富集；KEGG通路分析进一步验证"内吞作用"和"细胞外基质(ECMx)-受体相互作用"的关键作用。内吞作用作为营养物质跨胎盘转运的重要途径，其活性增强直接提升了转运效率；而ECMx通路则通过调控细胞-基质相互作用抑制异常凋亡，形成双重保护机制。

这项研究创新性地揭示了热耐受干奶期奶牛维持胎盘功能的分子网络：一方面通过ECMx受体通路维持组织稳态，减少病理性凋亡；另一方面强化内吞作用介导的营养转运，最终实现更高胎盘效率。该发现为培育抗热应激奶牛品种提供了分子靶点，对制定干奶期热应激干预策略具有重要指导价值。未来研究可进一步解析关键差异蛋白(如介导内吞作用的网格蛋白)的功能机制，推动精准营养调控技术的开发。