输卵管细胞外囊泡RNA载物差异揭示家兔产仔数变异选择的胚胎发育调控新机制

为解决产仔数变异选择对家兔繁殖性能的影响机制问题，研究人员开展了输卵管细胞外囊泡(oEVs)RNA载物的主题研究。通过比较高低产仔数变异系(L系和H系)在妊娠与非妊娠状态下的oEVs转录组特征，发现L系oEVs携带更多与胚胎发育、上皮形态发生和纤毛运动相关的RNA分子，揭示了oEVs通过调节胚胎-母体对话影响胚胎存活的重要机制，为改善动物繁殖效率提供了新视角。

　　

在畜牧生产中，产仔数是最重要的经济性状之一，但经过高强度遗传选择的高产品系往往表现出对环境应激和疾病的敏感性增加。家兔作为世界第三大肉类生产动物和重要的生物医学模型，其繁殖性能的优化具有重要意义。西班牙米格尔埃尔南德斯大学的研究团队通过长达12代的双向选择实验，成功培育出产仔数变异程度迥异的两个家兔品系：低变异系(L系)和高变异系(H系)。前期研究发现L系不仅表现出更高的产仔数、更好的胚胎发育能力和抗病性，还显示出更强的环境适应能力(即恢复力)。特别值得注意的是，胚胎死亡率主要发生在妊娠72小时内的输卵管阶段，表明输卵管微环境可能是造成品系间差异的关键因素。

输卵管不仅是配子运输和受精的场所，更是早期胚胎发育的重要微环境。近年来，细胞外囊泡(EV)作为细胞间通讯的重要介质，在雌性生殖道液体中被广泛发现。输卵管细胞外囊泡(oEVs)携带蛋白质、RNA等生物活性分子，已被证明在牛、猪、小鼠等物种中参与调控配子成熟、受精和早期胚胎发育等关键生殖过程。然而，家兔oEVs的特征及其在胚胎-母体对话中的作用尚未被阐明。

为了探究产仔数变异选择是否通过改变oEVs的分子载物影响胚胎发育，研究人员在《Biological Research》发表了这项开创性研究。他们收集了L系和H系家兔在妊娠72小时(含胚胎)和非妊娠状态下的输卵管液，通过超速离心分离oEVs，并采用多种技术手段对其进行了系统表征。

研究团队运用了以下关键技术方法：利用透射电镜(TEM)和纳米颗粒跟踪分析(NTA)进行囊泡形态学和粒径分布表征；通过Western blot检测经典外泌体标志物(CD9、ALIX、TSG101)；采用低输入RNA测序技术(SEQuoia Complete Stranded RNA Library Prep Kit)同时分析长链RNA和miRNA表达谱；使用EdgeR进行差异表达分析；通过Metascape、DAVID等工具进行功能富集分析；利用MIENTURNET进行miRNA靶基因预测。实验样本来自12代选育的8只L系和8只H系多产非泌乳母兔，分为妊娠组(交配后72小时屠宰)和非妊娠组(未交配)，共4个实验组各4个生物学重复。

研究结果首先通过胚胎恢复和分类证实了品系间差异：L系表现出更高的正常胚胎回收率和更先进的胚胎发育阶段(75.8%的紧凑桑椹胚 vs. H系的43.8%)。

家兔oEVs的特征分析显示：透射电镜观察到典型的杯状囊泡结构，Western blot验证了外泌体标志物的阳性表达，NTA分析显示粒径主要分布在30-100纳米范围。值得注意的是，妊娠状态显著增加了oEVs的RNA浓度，且RNA质量谱呈现明显差异。

oEVs RNA载物的比较分析发现：在妊娠vs非妊娠比较中，H系有1223个差异表达基因(DEGs)，L系有1519个DEGs(FDR<0.1%)。功能富集分析显示，L系特异地富集了胚胎发育、上皮形态发生和分化、纤毛运动等关键生物学过程。miRNA分析发现27个(H系)和25个(L系)差异表达miRNA(FDR<5%)。

品系间比较分析揭示：在非妊娠状态下，H系与L系间存在169个差异表达RNA，但在妊娠状态下仅1个基因存在差异。这表明妊娠状态可能掩盖了品系间的固有差异。

功能术语富集分析显示：L系特异地富集了胚胎发育、染色质结合、VEGFA-VEGFR2信号通路等术语；而H系则富集了线粒体基质、纤毛运动等术语。这些发现提示L系oEVs可能提供更有利于胚胎发育的分子环境。

miRNA靶基因预测分析进一步证实：L系特异的miRNA靶基因富集在上皮发育、细胞分化等过程，而H系则与应激反应、细胞凋亡等过程相关。

研究结论表明，针对产仔数变异性的分化选择显著影响了家兔oEVs的RNA载物组成。L系oEVs携带更多与胚胎发育和支持相关的分子，这可能解释了该品系为何具有更高的胚胎存活率和更稳定的产仔性能。特别值得注意的是，品系间差异在非妊娠状态下更为明显，说明遗传选择可能通过改变输卵管上皮细胞的基线分泌特性来影响生殖微环境。

这项研究首次系统揭示了家兔oEVs的分子特征及其在胚胎-母体对话中的潜在作用机制，为理解遗传选择对生殖微环境的影响提供了新视角。研究发现不仅对家兔育种具有重要实践价值，也为其他哺乳动物的生殖生物学研究提供了重要参考。oEVs作为天然的营养载体和信号传递者，在未来可能成为改善动物体外胚胎生产体系的重要补充剂，甚至为人类辅助生殖技术的发展提供新思路。

从更广阔的视角来看，这项研究巧妙地将数量遗传学与分子生物学相结合，揭示了宏观育种指标(产仔数变异性)与微观分子机制(oEVsRNA载物)之间的内在联系，为未来开展精准育种提供了重要的理论基础和技术路径。