IGF轴基因表达水平调控Dummerstorf超高产小鼠品系特殊表型特征的研究

为解决全球生育力下降背景下高繁殖力机制的解析难题，德国研究团队以Dummerstorf高产小鼠模型（FL1/FL2）为对象，聚焦IGF轴基因表达与生殖表型的关联。研究发现lepr、igf1及IGFBP2/4在子宫和卵泡中差异表达，揭示脂代谢重编程与卵母细胞质量提升是超高繁殖力的核心机制，为哺乳动物生殖力改良提供新靶点。

　　

背景与挑战
全球生育率持续走低，辅助生殖技术虽广泛应用，却可能加速"低生育力基因"的世代累积。传统基因敲除动物模型仅能研究单基因缺失效应，而自然选择下的高繁殖力机制仍是黑箱。德国Dummerstorf动物育种研究所历时50年培育出FL1和FL2两种超高产小鼠品系，其排卵量（28 vs 12）和窝产仔数（>20 vs 11）远超对照，成为解密生殖力增强机制的独特模型。

研究设计与方法
研究团队选取11只FL1、FL11FL2和对照小鼠，在动情间期采集子宫、卵泡和肝脏样本。通过实时定量PCR分析IGF轴基因（igf1/igfbp2-4/hsf1/lepr）表达，Western ligand blotting检测IGFBP2-4与IGF2结合活性，结合组织重量比统计，从分子-组织层面解析高繁殖力机制。

关键发现

1. 子宫重量与基因表达
   FL1子宫绝对重量增加但相对体重比无差异，FL2子宫显著缩小（0.2% vs 0.28%）。lepr（瘦素受体）在FL1子宫上调1.5倍，IGFBP4在两品系均下调，提示瘦素信号增强可能通过改善胚胎植入而非子宫扩容提升繁殖力。

2. 卵泡质量调控
   FL1卵泡中igf1（4倍）、hsf1（热休克因子1）和IGFBP2/4显著上调，伴随长链饱和脂肪酸积累。HSF1通过调控分子伴侣基因维持卵母细胞减数分裂能力，与前期发现的卵母细胞体外成熟率提升现象吻合。

3. 肝脏代谢枢纽作用
   FL1肝脏igfbp2表达降低而igfbp3/igfbp2比值升高，反映生长激素（GH）活性增强。SNP关联分析发现rs11888959位点与igfbp2表达及花生四烯酸代谢相关，为脂代谢-生殖轴提供遗传证据。

机制创新与意义
该研究首次揭示：1）FL1通过lepr-IGFBP3通路优化子宫微环境；2）卵泡内IGF1-HSF1轴协同脂肪酸重塑保障卵母细胞质量；3）肝脏IGFBP代谢重编程可能是系统调控枢纽。不同于传统认知，这些品系证明高胰岛素/瘦素水平与生殖力增强可共存，为应对生育危机提供全新视角——靶向组织特异性代谢调控可能比单纯激素干预更有效。论文发表于《Reproductive Biology》，为畜牧育种和人类生殖医学开辟了"代谢-表观遗传"交叉研究新范式。