2023年7月，我院石德順研究員團(tuán)隊(duì)鄧彥飛副教授在國(guó)際Top期刊《Journal of Hazardous Materials》（中科院一區(qū)，Top 2%，IF=13.6）在線發(fā)表了題為“Lipopolysaccharide accelerates tryptophan degradation in the ovary and the derivative kynurenine disturbs hormone biosynthesis and reproductive performance”的研究成果，首次報(bào)道了環(huán)境中細(xì)菌內(nèi)毒素（脂多糖/LPS）引發(fā)卵泡顆粒細(xì)胞色氨酸/犬尿氨酸代謝異常（犬尿氨酸堆積）影響動(dòng)物卵巢功能和繁殖性能的新機(jī)制。內(nèi)毒素是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的主要組成成分，以脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS) 為主要代表。在細(xì)菌死亡和裂解時(shí)，LPS被釋放到周圍環(huán)境中。由于其化學(xué)和熱穩(wěn)定性較強(qiáng)，LPS可以在多種環(huán)境條件下長(zhǎng)期存在。隨著畜牧業(yè)養(yǎng)殖規(guī)模增加和養(yǎng)殖密度提高，因飼養(yǎng)管理不善常常造成動(dòng)物所處的生活環(huán)境較惡劣，因而更容易受到細(xì)菌和LPS的感染。現(xiàn)有研究表明，動(dòng)物感染LPS時(shí)，LPS可通過(guò)血液循環(huán)進(jìn)入卵泡液并作用于卵泡顆粒細(xì)胞而影響其功能，如導(dǎo)致激素分泌失衡、卵巢功能衰竭等，最終引起繁殖性能降低，但其潛在機(jī)制尚不清楚。該研究發(fā)現(xiàn)，LPS作用于豬卵泡顆粒細(xì)胞時(shí)可通過(guò)p38, NF-κB和JNK信號(hào)通路增強(qiáng)色氨酸代謝的關(guān)鍵酶Ido1的表達(dá)，從而引起色氨酸代謝加速，造成其衍生物犬尿氨酸堆積，進(jìn)而抑制Cyp19a1和Fshr的表達(dá)，減少雌激素合成，最終影響豬卵泡顆粒細(xì)胞的功能。進(jìn)一步的小鼠模型研究結(jié)果也表明，LPS誘導(dǎo)小鼠卵巢中Ido1高表達(dá)，并引發(fā)血液中犬尿氨酸水平升高。通過(guò)直接給小鼠腹腔注射犬尿氨酸可發(fā)現(xiàn)激素分泌失衡，并顯著抑制了排卵和黃體形成，最終降低了繁殖性能（受胎率和活仔率降低）。該研究闡明了LPS感染通過(guò)誘導(dǎo)色氨酸代謝紊亂影響動(dòng)物卵巢功能和繁殖性能的機(jī)制，首次發(fā)現(xiàn)色氨酸-犬尿氨酸代謝紊亂（犬尿氨酸堆積）破壞卵巢功能、降低動(dòng)物繁殖性能。該研究為提高家畜繁殖效率乃至治療人類卵巢功能障礙引起的不孕提供了新的見(jiàn)解。

該研究成果的第一單位是廣西大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，廣西大學(xué)鄧彥飛副教授和江蘇省農(nóng)科院李輝副研究員為共同通訊作者，2020級(jí)碩士生沈婕為第一作者，博士生程雋如參與研究，并得到石德順研究員的指導(dǎo)。研究工作得到廣西八桂學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：2022GXNSFDA035064、2023GXNSFAA026367），國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：32272883)，亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題（批準(zhǔn)號(hào)：SKLCUSA-b202204)）和廣西研究生教育創(chuàng)新項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：YCSW2022086）的資助。

近年來(lái)，在石德順研究員的帶領(lǐng)下，鄧彥飛副教授一直專注于動(dòng)物干細(xì)胞與生殖生物學(xué)相關(guān)研究，在家畜卵泡發(fā)育調(diào)控和繁殖效率提升方面取得了重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在INT J BIOL MACROMOL（2023, IF=8.2,中科院一區(qū)Top）；J STEROID BIOCHEM（2022a, 2021b, IF=5.0,中科院二區(qū)）；BMC GENOMICS（2022, IF=4.5,中科院二區(qū)Top）；J CELL PHYSIOL（2019, IF=5.5,中科院二區(qū)Top）和Theriogenology（2023a,2017b, IF=2.8,中科院二區(qū)Top）等國(guó)際有影響力的SCI期刊上。相關(guān)成果對(duì)水牛、豬等家畜品種改良和繁殖效率提升具有重要指導(dǎo)意義。

全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131988

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