乳腺炎奶牛的黄体转录组失调

《Theriogenology》：The corpus luteum transcriptome is dysregulated in dairy cows with mastitis

乳房炎改变妊娠奶牛黄体中的基因表达。临床型乳房炎引起的转录组变化比亚临床型乳房炎更为显著。临床型乳房炎与免疫和内分泌通路的改变有关。黄体转录组的改变可能影响黄体功能和繁殖表现。## 引言黄体（CL）是哺乳动物繁殖所必需的临时性卵巢结构，它分泌孕酮（P4），为胚胎着床准备子宫内膜并支持妊娠。在牛中，在发情周期中，黄体保持功能活性至约第17天，之后发生黄体溶解。这一过程由子宫内膜脉冲释放的前列腺素F?α（PGF?α）触发，导致黄体微环境中细胞凋亡、血流量减少以及促炎细胞因子的激活。相比之下，受精后，胚胎分泌干扰素-τ（IFN-τ），或潜在的其他尚未识别的信号，以抑制黄体溶解信号并下调凋亡通路来维持黄体功能[1]。有研究提出，患有乳房炎的奶牛妊娠损失率较高可能源于感染引发的免疫和炎症反应[2]。当乳腺受到感染时，会释放一系列炎症和免疫介质。与细菌感染相关的分子激活免疫细胞，导致细胞因子全身性释放。这些细胞因子可通过刺激PGF?α的合成来干扰黄体功能，导致过早的黄体溶解和P4水平降低[3]，或者可以直接诱导黄体细胞凋亡和线粒体功能障碍[4]。炎症状态还可能损害GnRH脉冲释放，进一步损害CL功能[5]。据此，Risco等人[6]发现，在妊娠后45天内被诊断为临床型乳房炎的奶牛，在接下来的90天内流产风险增加了2.7倍，与该时期无乳房炎的奶牛相比。同样，Moore等人[7]报告称，输精前体细胞计数（SCC）评分超过4.5（相当于283,000 SCC/ml）的奶牛，在输精后35至41天之间发生胚胎损失的可能性是体细胞计数评分较低奶牛的两倍。综合这些机制可以看出，乳房炎相关的炎症如何可能导致早期黄体溶解和随后的妊娠损失。然而，牛黄体内涉及的具体分子通路仍知之甚少[8]。转录组学技术，如RNA测序（RNA-Seq）的进步，使得对基因表达谱进行全面的分析成为可能，为健康和疾病组织中的分子和细胞反应提供了见解[9,10]。检查患有临床型或亚临床型乳房炎奶牛的黄体转录组可能揭示出改变的代谢、内分泌和免疫通路，从而深入了解全身性炎症如何影响黄体生理学。我们假设，临床型和亚临床型乳房炎都会通过使CL维持相关基因失调来影响黄体转录组。本研究旨在评估患有临床型或亚临床型乳房炎的放牧荷斯坦奶牛与健康奶牛相比，黄体中差异基因表达谱。## 伦理动物的操作和使用按照阿根廷国家拉普拉塔大学兽医学院CICUAL（机构实验动物护理和使用委员会）批准的指南和建议进行（方案编号90-5-18T）。## 实验动物及纳入和排除标准实验于2022年5月至2023年3月期间在厄瓜多尔皮钦查省梅希亚县（海拔>2800米）进行，该地有一个由600头泌乳荷斯坦奶牛组成的商业奶牛群。该牛群采用基于牧场的管理方式并辅以补饲，平均……## 结果PCA图展示了基于表达谱的样本间相关性（图1）。CLM样本倾向于在第二主成分上与CON和SCM样本分离，第二主成分代表了黄体转录组中第二主要的变异来源。组间总差异表达基因（DEG）（FDR < 0.05）数量为：CLM vs. CON：428个（263个上调，165个下调）；SCM vs. CON：186个（76个上调，110个下调）；CLM vs. SCM：391个（236个上调，155个下调）。上调最多的10个……## 讨论乳房炎对繁殖的负面影响主要归因于全身性炎症，这可能扰乱激素平衡。乳房炎或跛行等情况不仅会降低产奶量，还会通过降低受胎率、增加早期胚胎损失和改变发情周期模式来损害繁殖表现，可能是通过扰乱CL功能实现的[[3], [4], [5]]。CL是一种由多种细胞类型组成的异质性结构，包括……## 结论临床型和亚临床型乳房炎影响牛黄体转录组，其中临床型病例在免疫和内分泌功能方面引起更为显著的变化。结果支持了炎症过程可能通过使黄体功能失调和受损而导致妊娠中断的假设。然而，这些发现基于转录组数据，并不能确认激素水平或黄体功能的变化。需要进一步研究以阐明其生理学……## CRediT作者贡献声明**Christian René Albuja Arroba：** 撰写——审阅与编辑，方法论，调查研究，概念构思。**Laura Vanina Madoz：** 撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，方法论，调查研究，形式分析。**Joel Hernández Cerón：** 撰写——审阅与编辑，调查研究，概念构思。**Maria Belen Rabaglino：** 撰写——审阅与编辑，形式分析，数据整理。**Rodolfo Luzbel de la Sota：** 撰写——审阅与编辑，方法论，概念构思。## 伦理声明本研究按照以下动物福利和/或报告指南进行：阿根廷国家拉普拉塔大学兽医学院机构实验动物护理和使用委员会（CICUAL）指南。本研究已获机构实验动物护理和使用委员会批准。（批准编号：90-5-18T）## 资金本工作得到厄瓜多尔中央大学博士奖学金项目（编号：DOCT-DI-2019-02）资助。## 利益冲突声明作者声明，他们没有已知的可能影响本文所报告工作的竞争性财务利益或个人关系。Christian René Albuja Arroba|Laura Vanina Madoz|Joel Hernández Cerón|Maria Belen Rabaglino|Rodolfo Luzbel de la Sota