新生期维生素A补充提高绵羊生育潜力

Neonatal vitamin A supplementation improves sheep fertility potential.

作者信息Yating Li, Pengkang Song, Jiamin Zhao, Weipeng Zhang, Xiangdong Liu, Xiaoyang Lv, Junxing Zhao
PMID38756517
发布时间2024-05-11
DOI10.3389/fvets.2024.1370576

实验完整度

包含体内动物模型(新生羔羊)、组织学染色、qRT-PCR、Western blot、ELISA、抗氧化分析、精子参数测定等多层级实验,并进行了功能验证(精子密度)和机制验证(RA、AMPK/AKT信号)。

主要模型

新生羔羊(杜泊羊×湖羊F1代公羔) 成年绵羊睾丸组织 附睾精子

重点核对

VA注射剂量:2500 IU/kg BW,每周一次,从出生至3周龄 分组:对照组(玉米油)和VA组(玉米油+VA),每组16只 取样时间点:3周龄和8月龄 血清激素检测:睾酮(T)、黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH) 精子参数检测:精子密度、活力、活率、运动速度、膜完整性、线粒体膜电位

摘要

本研究旨在探讨新生期维生素A(VA)补充对睾丸发育和精子发生的影响。选取32只新生羔羊,分别肌肉注射玉米油(对照组)或玉米油+2500 IU/kg体重的VA(VA组)。在3周龄和8月龄时屠宰取样,分析精子发生、细胞增殖、激素分泌、睾丸抗氧化状态及成年绵羊精子参数。与对照组相比,VA组精原细胞分化相关基因的表达上调(P < 0.05)。8月龄时,VA组睾丸重量、曲细精管直径、精原细胞和精母细胞数量以及精子密度显著增加(P < 0.05)。新生期VA注射上调了睾丸中细胞增殖标志物PCNA和细胞周期相关基因的表达(P < 0.05)。VA增加了血清中睾酮(T)、黄体生成素(LH)和卵泡刺激素(FSH)的浓度,并上调了睾丸中类固醇生成相关基因的表达(P < 0.05)。VA组的抗氧化水平保持在高水平。睾丸中总抗氧化能力(T-AOC)、抗氧化酶含量和抗氧化相关基因均增加(P < 0.05)。此外,新生期VA注射激活了维甲酸(RA)信号,以维持3周龄绵羊睾丸中的血睾屏障(BTB)。AMP活化蛋白激酶(AMPK)和蛋白激酶B(AKT)信号在绵羊睾丸中也受到调节(P < 0.05)。综上所述,新生期羔羊补充VA可促进睾丸发育和精子发生,从而提高生育能力。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
新生期维生素A补充对雄性动物生育能力(睾丸发育和精子发生)的影响及其潜在机制。
核心机制
新生期VA补充激活睾丸RA信号通路,并通过调节AMPK和AKT信号通路增强BTB和精子发生,同时上调类固醇生成和抗氧化基因,促进精原细胞分化和细胞增殖。
主要证据
新生羔羊VA注射后,3周龄睾丸中STRA8表达上调,8月龄时睾丸重量、曲细精管直径、精原细胞和精母细胞数量、精子密度显著增加;血清T、LH、FSH水平升高;抗氧化酶和基因表达增加;RA受体RARA、ROR上调,p-AMPK升高、p-AKT降低(3周龄),8月龄时p-AMPK降低、p-AKT升高。
研究意义
新生期VA补充可能通过促进睾丸发育和精子发生来提高公羔的生育潜力,改善实际饲养中的交配率。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

动物分组与处理

评估新生期补充VA对绵羊睾丸发育和精子发生的长期影响

32只新生公羔随机分为对照组和VA组,分别肌肉注射玉米油或玉米油+2500 IU/kg体重VA,每周一次至3周龄;3周龄每组屠宰8只,其余饲养至8月龄屠宰。

2

组织学分析

观察睾丸形态结构和生殖细胞数量变化

睾丸组织进行HE染色,显微镜下观察曲细精管直径、精原细胞和精母细胞数量。

3

基因表达检测

检测精原细胞分化、细胞周期、类固醇生成、抗氧化和RA信号通路相关基因的表达

提取睾丸组织总RNA,逆转录后通过qRT-PCR检测相关基因mRNA表达,以GAPDH为内参。

4

蛋白表达检测

评估RA代谢酶和AMPK/AKT信号通路的蛋白表达

睾丸组织蛋白提取后进行Western blot检测相关蛋白表达,以β-actin为内参。

5

激素水平检测

评估VA对血清激素分泌的影响

采集血清,通过ELISA检测T、LH和FSH浓度。

6

抗氧化能力检测

评估VA对睾丸抗氧化状态的影响

睾丸组织匀浆检测抗氧化酶活性(SOD、GSH-PX、CAT、T-AOC)和MDA含量,以及抗氧化基因表达。

7

精子参数分析

评估VA对成年绵羊精子质量的影响

采集附睾精子,使用CASA系统分析活力、活率、密度、运动速度,采用HOST和JC-1/PI染色评估膜完整性和线粒体膜电位,以及免疫荧光检测GLUT3表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证免疫效应
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
玉米油----
维生素ASigmaPHR1235
切片机Leica--
显微镜Olympus--
RNAiso PlusTakara--
PrimeScript RT试剂盒(含gDNA Eraser)Takara--
2×实时PCR预混液Mei5bio--
Bio-Rad CFX系统Bio-Rad--
硝酸纤维素膜----
红外成像系统LI-COR Biosciences--
抗p-AMPKα1抗体Cell Signaling Technology4184S
抗AKT抗体Cell Signaling Technology9272S
抗p-AKT抗体Cell Signaling Technology4060S
抗4EBP1α抗体Cell Signaling Technology9644S
抗p-4EBP1α抗体Cell Signaling Technology2855S
抗AMPKα1抗体Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd.bs-10344R
抗β-actin抗体Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd.bsm-33036M
山羊抗兔IgG(荧光)LI-COR Biosciences926-32211
山羊抗小鼠IgG(荧光)LI-COR Biosciences926-68070
睾酮ELISA试剂盒Jiangsu Meimian Industrial Co., LtdMM-3460101
LH ELISA试剂盒Jiangsu Meimian Industrial Co., LtdMM-3460401
FSH ELISA试剂盒Jiangsu Meimian Industrial Co., LtdMM-124501
酶标仪BioTek--
BCA蛋白定量试剂盒Solarbio--
超氧化物歧化酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA001-3
谷胱甘肽过氧化物酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA005-1
过氧化氢酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA007-1
丙二醛检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA003-1
总抗氧化能力检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA015-1
相差显微镜OlympusUB 200i Series
计算机辅助精子分析系统Proiser R&DISAS®1.2
荧光显微镜OlympusBX53
JC-1----
碘化丙啶----
抗GLUT3抗体Biossbs-1207R
FITC标记山羊抗兔IgGBOSTER--
DAPI溶液Sigma-Aldrich--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物处理
VA剂量(2500 IU/kg体重)、注射方式(肌肉注射)、频率(每周一次)、持续时间(出生至3周龄)、动物数量和分组
阅读提示:Methods: Animals and treatments
组织学分析
组织固定时间、切片厚度、染色步骤
阅读提示:Methods: Hematoxylin and eosin staining
qRT-PCR
引物序列、内参基因、循环条件、分析方法
阅读提示:Methods: qRT-PCR analysis, Table 1
Western blot
抗体稀释比例、孵育时间和温度、内参蛋白
阅读提示:Methods: Western blotting analysis
激素检测
ELISA试剂盒型号、稀释步骤、检测波长
阅读提示:Methods: Enzyme-linked immunosorbent assay
抗氧化分析
组织匀浆制备方法、试剂盒型号、检测步骤
阅读提示:Methods: Antioxidant analysis
精子分析
精子稀释液成分、孵育时间和温度、计数精子数量、使用的仪器
阅读提示:Methods: Sperm evaluation