原花青素B2通过激活AMPK通路促进猪卵母细胞体外成熟及胚胎发育的机制研究

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:Theriogenology 2.4

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  为解决猪卵母细胞体外成熟(IVM)效率低、脂代谢异常导致的发育潜能不足问题,广西大学团队开展原花青素B2(PB2)调控AMPK通路的研究。发现5 μg/mL PB2显著提升极体排出率(83.73% vs 71.58%),通过激活AMPK磷酸化促进脂肪酸β-氧化,降低ROS并提高ATP产量,为畜牧业胚胎工程技术提供新策略。

  

在畜牧业和生物医学领域,猪卵母细胞的体外成熟(IVM)技术一直是制约胚胎工程发展的瓶颈。与牛、鼠等物种相比,猪卵母细胞含有异常丰富的脂滴,这些脂质储备在体外培养过程中容易引发氧化应激和能量代谢紊乱,导致成熟率不足60%,后续胚胎发育潜能显著降低。尽管已有研究尝试通过添加抗氧化剂或调节培养液成分来改善这一状况,但针对猪卵母细胞特有的脂代谢调控机制仍缺乏有效干预手段。

广西大学动物科学技术学院的研究团队将目光投向天然植物活性成分——原花青素B2(Procyanidin B2, PB2)。这种存在于葡萄籽、可可等植物中的多酚化合物,既往研究已证实其具有调节脂代谢和改善线粒体功能的多重功效。研究人员假设:PB2可能通过激活细胞能量感应器AMP激活蛋白激酶(AMPK),重塑猪卵母细胞的脂代谢平衡,从而提升发育潜力。相关成果发表在生殖生物学权威期刊《Theriogenology》上。

研究采用三阶段实验设计:首先通过梯度浓度筛选确定PB2最佳作用浓度;随后评估其对氧化应激、脂滴分布和线粒体功能的影响;最后采用AMPK特异性抑制剂Compound C验证通路机制。实验使用屠宰场获取的猪卵巢卵母细胞进行体外培养,通过免疫荧光、qPCR和生化检测等技术分析关键指标。

Effects of PB2 on maturation and embryo development in porcine oocytes
浓度筛选实验显示,5 μg/mL PB2处理组极体排出率显著提升至83.73%,且后续孤雌激活胚胎的囊胚形成率提高约15%。共聚焦显微镜观察发现PB2显著改善皮质颗粒分布,使正常成熟卵母细胞比例从54.6%增至72.3%。

PB2 enhances lipid catabolism and mitochondrial function
脂质代谢分析揭示PB2处理组卵母细胞内脂滴体积减少37%,同时脂肪酸β-氧化关键酶CPT1A表达上调2.1倍。线粒体探针检测显示ATP产量提升65%,伴随ROS水平下降42%。透射电镜证实线粒体嵴结构更加清晰。

AMPK mediates PB2-induced metabolic improvements
Western blot检测到AMPK磷酸化水平增加3.2倍。当加入Compound C抑制AMPK后,PB2的促代谢效应被完全阻断:脂滴分解效率降低58%,线粒体膜电位下降41%,囊胚形成率回落至对照组水平。

这项研究首次阐明PB2通过AMPK/CPT1A轴激活脂肪酸β-氧化,重构猪卵母细胞能量代谢网络的分子机制。相较于传统抗氧化剂,PB2的创新性在于其"代谢重构"而非单纯"抗氧化"的作用模式——通过将储存的脂滴转化为可利用的能量底物,既缓解了脂毒性,又保障了减数分裂的能量需求。该发现为优化猪IVM培养体系提供理论依据,对提高畜牧繁殖效率和人类辅助生殖技术具有潜在转化价值。值得注意的是,研究采用的5 μg/mL浓度远低于既往细胞实验剂量(通常50-100 μg/mL),提示卵母细胞对PB2具有独特敏感性,这为开发生殖系统特异性代谢调节剂指明新方向。

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