基于GSK3α/β-己糖激酶通路的Toll样受体7/8激动剂24e高效牛性别选择技术研究

研究人员针对畜牧业性别选择效率低下的问题，通过Toll样受体7/8激动剂24e调控GSK3α/β-己糖激酶通路，开发出高效牛性别选择技术。该研究揭示了配子特异性代谢重编程机制，为家畜育种提供了精准干预靶点，其成果发表于《Theriogenology》，对畜牧业可持续发展具有重要意义。

　　

在畜牧业生产中，性别控制技术长期面临效率低、成本高的瓶颈。传统流式细胞分选法存在设备依赖性强、精子活力损伤等问题，而基于X/Y精子代谢差异的化学干预方法则缺乏靶向性。如何建立高效、低成本的性别选择技术，成为动物繁殖领域亟待突破的难题。

印度理工学院海得拉巴分校（Indian Institute of Technology Hyderabad）的Pamulapati Soujanya团队创新性地发现，Toll样受体（TLR）7/8激动剂24e可通过调控GSK3α/β-己糖激酶（HK）通路，特异性改变X精子的能量代谢模式。研究人员采用精子活力分析仪、流式细胞术和代谢组学技术，系统评估了不同浓度24e对牛精子运动参数、膜完整性和ATP生成的影响。通过建立体外受精模型，证实该干预可使雌性胚胎产出率提升至82.3%。

关键实验方法
研究选用荷斯坦公牛精液样本，通过计算机辅助精子分析（CASA）评估运动参数；采用JC-1荧光探针检测线粒体膜电位；利用液相色谱-质谱联用（LC-MS）进行代谢物定量；建立500枚胚胎的体外受精队列验证性别选择效率。

主要研究结果

1. TLR7/8激动剂筛选：24e在10μM浓度下可显著抑制X精子前向运动力（P<0.01），而对Y精子无显著影响。
2. 代谢通路解析：磷酸化蛋白印迹显示24e通过TLR7/8-GSK3α/β轴抑制HK2活性，导致X精子糖酵解通量下降46%。
3. 性别选择验证：干预组雌性胚胎比例较对照组（48.7%）显著提高（χ²=15.3, P<0.001）。

该研究首次阐明TLR7/8-HK通路在配子性别决定中的调控作用，开发的化学干预方案较流式分选法降低成本70%。技术已获印度农业研究委员会（ICAR）认证，为家畜定向育种提供了新范式。论文中揭示的配子代谢异质性机制，对哺乳动物生殖调控研究具有普遍参考价值。