日长变化对季节性繁殖绵羊不同脑区及体液中食欲素A水平的调控机制研究

【编辑推荐】本研究首次揭示光周期通过调控食欲素A（OXA）在中枢神经系统（CP、CA1区）和体液（CSF、血浆）中的昼夜节律与季节性波动，阐明了OXA在绵羊季节性繁殖与能量代谢中的关键作用。研究发现长日照下OXA水平显著升高（CP+95.8%，CSF+140%），血浆OXA呈现昼高夜低节律，为优化畜牧生产中的繁殖-代谢协同调控提供新靶点。

　　

在自然界中，绵羊等季节性繁殖动物需要精确协调繁殖活动与环境资源的变化。这种精妙的适应性背后，隐藏着怎样的神经内分泌密码？来自克拉科夫农业大学的Kirsz Katarzyna团队在《Small Ruminant Research》发表的研究，首次绘制了食欲素A（Orexin A, OXA）在绵羊中枢与外周组织的时空动态图谱，揭示了这种神经肽如何作为"光周期解码器"调控季节性生理适应。

OXA作为睡眠-觉醒周期和能量稳态的核心调控因子，在啮齿类动物中已被证实具有昼夜节律特性。然而，对于像绵羊这样具有强烈季节性繁殖特征的动物，OXA是否以及如何响应光周期变化仍属未知。更关键的是，先前研究多集中于基因表达层面，缺乏对实际肽浓度在脑组织分区（如脉络丛CP、海马CA1区）与体液（脑脊液CSF、血浆）中动态变化的系统检测。这种认知空白严重限制了对OXA介导季节性适应的分子机制理解。

为解决这些问题，研究人员设计了严谨的对照实验：在长日照（LD，5月，非繁殖季，16小时光照）和短日照（SD，11月，繁殖季，9小时光照）期间各选取5只成年母羊，分别采集24小时动态血浆样本，并在OXA峰值的中午时分获取CSF及关键脑组织（CP、松果体PG、垂体PTG、海马CA1区）。通过比较分析，首次发现：长日照下OXA水平在CP暴增95.83%，CSF中飙升140%，海马CA1区增加66.7%，血浆升高38.46%。尤为重要的是，血浆OXA呈现明显昼夜节律——在短日照期间白天浓度比夜间高41.38%，而长日照期间昼夜差异缩小至17.28%。这些数据揭示OXA系统具有显著的光周期依赖性调控特征。

研究采用的关键技术包括：自然光周期条件下的动物模型建立、多时间点血浆采样结合脑组织分区解剖、酶联免疫吸附测定（ELISA）定量OXA浓度、以及统计学分析季节性差异与昼夜节律特征。

主要研究结果

1. 血浆OXA的昼夜与季节变化：24小时平均OXA浓度长日照组（0.9±0.06 ng/ml）显著高于短日照组（0.65±0.03 ng/ml）。短日照期间呈现显著昼高夜低模式，而长日照期间昼夜差异不显著。

2. 脑脊液与脑组织的季节性差异：CSF中OXA长日照期比短日照期升高140%，CP、CA1区分别增加95.83%和66.7%，但PG和PTG无显著季节差异，提示OXA的调控具有组织特异性。

3. 光周期与代谢-繁殖的整合机制：春季OXA升高可能促进能量储备以应对冬季牧草短缺，同时通过调节松果体MEL分泌影响繁殖轴活动，体现OXA作为"代谢-繁殖耦合器"的功能。

结论与意义
该研究首次系统阐明了OXA在季节性动物中的时空分布规律：在长日照期，OXA通过CP-CSF通路大量进入脑脊液循环，同时海马CA1区OXA增加可能参与光周期相关的认知适应；血浆OXA的昼夜波动模式则随季节转换发生显著改变。这些发现为理解神经肽如何整合环境信号与生理节律提供了新模式——OXA不仅是简单的信号分子，更是构成"光周期-神经内分泌-代谢繁殖"三位一体调控网络的核心元件。

从应用角度看，该研究为畜牧业生产提供重要启示：通过人工调控光照周期可能精确操纵OXA分泌节律，从而优化绵羊的繁殖效率与能量利用。例如，在配种季节前适当延长光照可提升OXA水平，促进LH分泌与卵泡发育；而在育肥期则可通过光照管理增强OXA介导的摄食驱动。更深层次上，这项研究为人类季节性情感障碍等光周期相关疾病的机制研究提供了跨物种参考。正如Kirsz团队指出的，OXA可能是连接"外在环境变化与内在生理适应"的进化保守性分子桥梁，这一发现将推动季节性生物学研究进入新的阶段。