能量负平衡对产后卵巢静止奶牛卵泡生长动力学的影响及其作用机制

Currently, anestrus is an important problem of subfertility postpartum in high-producing dairy cows in dairy industry. Literatures and our previous studies have suggested that inactive ovary (IO) is a main disease of anestrus postpartum in high-producing dairy cows, which is caused by negative energy balance (NEB) postpartum. However, as so far it has been still unclear that effect of NEB on development and growth of follicles postpartum in dairy cows. In this project, effect of NEB during early lactation on metabolism, endocrine and dynamics of follicle growth in dairy cows is investigated using technologies of biochemistry, blood clincial pathology,iconography and obstetrics, and the differential metabolites and proteins in serum and follicle fluid from dairy cows with IO and estrus are identified and validated by tools of proteomics, metabonomics and immunology, and then it will determine relationship and theirs interaction between energy balance and main energy metabolic factors, cytokines, reproductive hormones, differential metabolites and proteins postpartum dairy cows with IO. Level and gene expression of main cytokines or regulating factors in liver, fat, muscle and follicle are measured using real time QRT-PCR, Western blotting and ELISA. It will reveal molecular mechanism of IO postpartum due to NEB and provide new strategies for nutritional regulation of IO postpartum in dairy cows in future.

当前，乏情是乳业高产奶牛产后低繁殖力的重要问题。许多文献和我们前期研究证实能量负平衡所致的卵巢静止是高产奶牛产后乏情的主要疾病。然而，能量负平衡对奶牛产后卵泡生长发育的影响机制至今仍不十分明确。本项目应用生化学、血液临床病理学和影像学及兽医产科学的技术检测能量负平衡对奶牛泌乳早期体内代谢、内分泌和卵泡生长动力学的影响，并运用蛋白质组学和代谢组学及免疫学的技术获得和验证产后卵巢静止和发情奶牛血清和卵泡液中差异代谢物和蛋白，进而确立能量平衡与奶牛产后主要能量代谢调节因子、细胞因子、生殖激素、差异代谢物和蛋白的关系以及相互作用。应用实时定量RT-PCR和Western Blotting或ELISA技术检测肝、脂肪和肌肉以及卵泡等组织内主要细胞因子或调控因子的基因表达及其水平的变化，揭示能量负平衡所致的奶牛产后卵巢静止的分子机制，为今后奶牛产后卵巢静止的营养调控技术提供新的策略。

近20年，能量负平衡所致的卵巢静止已成为我国奶牛产后生育力降低的主要原因之一，但其影响奶牛产后卵泡生长发育的机制尚不清楚。因此，本项目开展了能量负平衡对产后卵巢静止奶牛卵泡生长动力学的影响研究，为今后奶牛产后卵巢静止的营养调控提供新策略。. 本项目在规模化牛场开展了奶牛产后能量负平衡和卵巢静止的流行病学调查、代谢组学、蛋白质组学和分子生物学等一系列的科学研究，明确了能量负平衡与奶牛产后卵巢静止的关系，阐明了特征性代谢物和蛋白在奶牛卵巢静止中的作用，揭示了奶牛产后卵巢静止发生的分子机制，获得的重要结果概述如下：. （1）通过奶牛产后的能量负平衡、繁殖性能、卵巢疾病和卵泡发育的调查发现，能量负平衡是导致奶牛产后繁殖性能差、卵巢疾病发病率高和卵泡发育受阻的主要原因，并通过干扰能量代谢物、激素和细胞因子的变化来影响卵泡发育；经统计分析和ROC分析确立了BDNF在奶牛卵巢静止发生中的预警作用。. （2）通过卵巢静止奶牛与发情奶牛间的代谢组学（LC/MS）和蛋白组学（TMT/MS），结合多元统计分析，分别在血清、卵泡液及卵巢皮质组织中获得14种、14种、29种差异代谢物和160种、172种、158种差异蛋白；经生物信息学分析，构建了奶牛卵巢静止发生的代谢互作网络图，明确了其代谢紊乱通路（氨基酸、脂类、糖类、硫胺素及氮代谢代谢等）；经统计分析和ROC分析确立了ADPN在奶牛卵巢静止发生中的预警作用。. （3）通过低糖和普通培养颗粒细胞并添加相关通路的抑制剂，运用分子生物学技术，证实了能量负平衡引起的BDNF和ADPN降低会经PI3K/AKT和/或MAPK/ERK信号通路抑制GCs增殖和类固醇激素分泌，进而影响卵泡发育，导致奶牛卵巢静止的发生，从而揭示了BDNF和ADPN在能量负平衡所致的奶牛卵巢静止中的调控机制。. （4）经四年的科学研究，完成了预期的成果。发表SCI论文9篇，高影响因子的论文2篇，大会学术交流3次；申请或授权发明专利2项；培养研究生7人；并获得省自然科学一等奖1项，获批行业标准2项，编写著作或教材2部。