幼龄和成年山羊卵巢超数排卵、卵母细胞成熟及体细胞核移植的年龄特异性优化

《Animal Reproduction Science》:Age-specific optimization of ovarian superstimulation, oocyte maturation, and somatic cell nuclear transfer in juvenile and adult goats

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月02日 来源:Animal Reproduction Science 2.6

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   •在选定的方案下,幼体供体产生了更多的卵泡和卵丘 - 卵母细胞复合物。•血清 AMH 显示出预测高卵巢反应的探索价值。•20% 成年卵泡液改善了幼体卵母细胞成熟。•SCNT 的最佳电融合电压为幼体卵母细胞 18 V,成年卵母细胞 21 V。•早期 SCNT 移植在两组胞质

  
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    在选定的方案下,幼体供体产生了更多的卵泡和卵丘 - 卵母细胞复合物。
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    血清 AMH 显示出预测高卵巢反应的探索价值。
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    20% 成年卵泡液改善了幼体卵母细胞成熟。
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    SCNT 的最佳电融合电压为幼体卵母细胞 18 V,成年卵母细胞 21 V。
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    早期 SCNT 移植在两组胞质体中均实现了第 45 天妊娠。

引言

渝东黑山羊(Capra hircus)是中国西南本土肉用品种,具有极强的地域适应性和经济价值(T. Zhang et al., 2026)。随着畜牧生产的 intensification 以及对保护本地遗传资源重视程度的增加,在更短世代间隔内高效保存和扩增优良基因型已成为重要的育种目标。传统育种计划每代需要 2-3 年,限制了有价值本土品种的遗传增益率。幼体 in vitro 胚胎移植(JIVET)提供了一条有前景的策略以加速世代更替,并已被确认为遗传改良和保护的有效工具(Cognié et al., 2003, Soto-Heras et al., 2019a, Soto-Heras et al., 2019b, Karakas Alkan et al., 2020, Pasquariello et al., 2024)。通过缩短供体世代之间的间隔,JIVET 可以加速小型反刍动物育种计划中的遗传进展,其在山羊中的应用潜力日益显现(Paramio and Izquierdo, 2016, Souza-Fabjan et al., 2021)。
JIVET 在小型反刍动物中的一个主要生物学限制是幼体供体的数量 - 质量权衡。尽管青春期前雌性在促性腺激素刺激后通常表现出强烈的卵泡募集和高卵母细胞产量,但其卵母细胞在随后的胚胎培养中往往发育能力降低(Mogas et al., 1997, Soto-Heras et al., 2019a, Soto-Heras et al., 2019b)。这种差异归因于幼体卵母细胞中卵泡微环境不成熟、细胞质成熟不完全、氧化还原状态改变以及重编程能力降低(Sutton-McDowall et al., 2010, Warzych and Lipinska, 2020)。然而,山羊早期窦前卵泡仍保留 in vitro 生长和卵母细胞成熟的能力,突显了生长卵泡池的发育潜力(Ferreira et al., 2022)。针对 IVM 环境的定向修饰,包括补充 BMP15 和 GDF9,也被探索用于改善青春期前山羊卵母细胞的后续能力(Ferrer-Roda et al., 2025)。因此,对幼体供体的评估应将超数排卵反应、卵母细胞成熟能力和后续胚胎发育潜力整合在一个统一的工作流中(Juengel et al., 2021)。
抗缪勒管激素(AMH)是一种由窦前和小窦卵泡的颗粒细胞分泌的二聚体糖蛋白,反映生长卵泡池的大小,并在牛、羊和山羊的超数排卵反应中具有预测价值(Ireland et al., 2008, Lahoz et al., 2014, Karakas Alkan et al., 2020)。然而,山羊不同生理阶段供体的实用筛选阈值仍未得到充分定义,尤其是幼体供体。成年卵泡液含有可能支持卵母细胞成熟期间卵丘扩展和氧化还原平衡的代谢和旁分泌因子(Alrabiah et al., 2023)。先前的工作表明,补充 20% 成年卵泡液(AFF)改善了青春期前羔羊卵母细胞的发育能力(Tian et al., 2019)。这一发现为评估相同的补充策略是否能改善幼体山羊卵母细胞成熟,以及这种改善是否伴随着细胞内 ROS 水平的变化提供了依据。
体细胞核移植(SCNT)已被用于山羊克隆二十多年(Zou et al., 2001),但其效率仍强烈依赖于卵母细胞质量和优化的技术参数(Li et al., 2025)。与 JIVET 不同,SCNT 不会产生遗传增益,因为核基因组来源于供体体细胞。在此,幼体卵母细胞被评估为受体胞质体的高产来源,因为研究区域不常规提供屠宰场来源的新鲜山羊卵巢。由于卵母细胞直径和细胞质成熟度在不同生理阶段存在差异,最佳电融合条件也可能随供体年龄而异(Cortez et al., 2023)。因此,需要针对特定年龄优化 SCNT 电融合参数以提高克隆效率。
本研究旨在建立一种集成的、针对特定年龄的用于本土山羊保护性胚胎生产的实验工作流。具体目标是:(1)在分别优化的卵巢超数排卵、卵母细胞成熟和 SCNT 相关发育评估中表征幼体和成年供体;(2)评估 AMH 作为供体选择的预筛指标;(3)定义实用针对特定年龄的参数,以高效利用幼体供体进行遗传资源保护。成年和幼体方案在单独的实验中进行了优化;因此,阶段间的比较是描述性的,不应被解释为年龄的孤立效应。整体工作流和发育终点之间的解释边界总结在补充图 S5 中。

章节摘要

动物、伦理及手术范围

成年供体为健康的 18-24 月龄雌性渝东黑山羊,体重 35-45 kg。幼体供体为健康的 1-3 月龄雌性羔羊,体重 7.5-12.0 kg。所有程序均经重庆动物科学研究院机构动物护理和使用委员会批准(批准号:XKY-20250324),并按照机构动物福利要求和 ARRIVE 指南进行。全身麻醉由赛拉宗(0.05 mg/kg,静脉注射)组成

成年超数排卵方案优化

不同激素方案的超数排卵反应存在显著差异(表 S2,图 S1)。HA5 方案(PG 诱导 + CIDR + FSH-A 260 IU)产生了最高的总卵泡数(37.8 ± 1.7)和回收的 COCs 数(23.3 ± 1.1),以及最高的 AB 级卵母细胞比例(36.9 ± 0.8%, P < 0.05)。HA2 方案(CIDR + FSH-A 260 IU)产生了第二好的反应,而将 FSH 剂量增加至 300 IU(HA3)并未进一步增加卵泡产量,并减少了

与生理阶段相关的卵巢超数排卵反应差异及 AMH 筛选效用

本研究评估了超促排前血清 AMH 在渝东黑山羊不同生理阶段预测卵巢反应的探索价值。1-2 月龄幼体山羊(4.84 ng/mL)的超促排前 AMH 水平显著高于成年山羊(3.46 ng/mL),这与 AMH 优先由窦前和小窦 follicles 的颗粒细胞分泌一致(Monniaux et al., 2012)。AMH 对卵巢反应的预测价值已在

结论

本研究建立了一个集成的实验工作流,涵盖渝东黑山羊的卵巢超数排卵、卵母细胞 in vitro 成熟、SCNT 参数优化及初步妊娠建立评估。主要结论如下:
  • (1)
    在分别优化的方案下,1-2 月龄的幼体山羊在描述上产生了比成年山羊更多的卵泡和 COCs。最佳方案为 220 IU FSH + 330 IU PMSG,在最后一次 FSH 注射后 12 h 收集卵母细胞,

伦理声明

本研究符合 ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南。本研究经重庆动物科学研究院机构动物护理和使用委员会批准。(批准号:XKY-20250324)

CRediT 作者贡献声明

苏建敏:撰写 - 回顾与编辑、监督、资金获取、概念化。任航星:撰写 - 回顾与编辑、监督、资金获取、概念化。李杰:撰写 - 回顾与编辑、资源、方法论。王高福:撰写 - 回顾与编辑、资源、方法论。韩红星:撰写 - 回顾与编辑、资源、方法论。沈志义:撰写 - 回顾与编辑、资源、方法论。孙晓燕:撰写 - 回顾与编辑、资源,

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系,这些关系可能被认为影响了本论文中报告的工作。

致谢

本研究得到了重庆市种业创新“揭榜挂帅”项目的支持(项目号:24308)。作者衷心感谢重庆动物科学研究院反刍动物研究所的工作人员和肉羊研究基地的工作人员在动物饲养管理方面的辛勤工作。

利益冲突声明

作者声明没有竞争利益。
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