濒危樟木牛精子质量调控与冷冻损伤关键蛋白鉴定及互作网络分析OA

旨在探究西藏高原濒危牛种樟木牛精子质量调控及冷冻损伤应答网络。本研究采用电刺激法采集2头健康樟木牛公牛(4岁、1.5岁)精液共6次。精子活力>65%的为高质量精液组(H)、冷冻精液组(F,经“平衡-熏蒸-冷冻”处理),精子活力≤65%的为低质量精液组(L)。检测3组精子活力、质膜及顶体完整性,并利用DIA定量蛋白质组学分析其蛋白质组差异。精子质量检测发现,H组精子活力(78.43%±3.71%)、质膜完整性(82.74%±4.74%)和顶体完整性(79.87%±7.33%)均显著高于F组(37.92%±1.63%、46.21%±4.37%、56.18%±11.23%)和L组(33.33%±4.15%、27.18%±16.05%、39.11%±5.39%)(P<0.05);精子总蛋白鉴定共发现46976个肽段和5426个蛋白;F与H组比较,共识别385个差异表达蛋白(P<0.05),其中上调差异蛋白285个,下调差异蛋白100个;GO富集分析表明,差异蛋白主要富集于细胞内信号转导等生物学功能;KEGG通路分析则揭示了这些差异蛋白主要富集于168条通路(P<0.05),其中在冷冻损伤响应中发挥关键作用的AMPK和MAPK等信号通路呈现差异表达。L与H组对比,发现580个差异蛋白(P<0.05),其中上调差异蛋白359个,下调差异蛋白221个;GO功能富集提示其主要参与细胞内生物合成过程等;KEGG通路分析富集到132条通路(P<0.05),其中主要为与精子质量调控密切相关的氧化磷酸化和PI3K-Akt等信号通路。基于蛋白质互作分析,研究明确了F与H组、L与H组精子差异表达蛋白之间的互作关系,并筛选出了互作关系网络中35个核心蛋白(F与H组中11个、L与H组中24个);在对其中的差异蛋白GAPDH、TFAM(F与H组)、ND3、DAG1(L与H组)进行Western blot检测后,发现这些蛋白在精子中的表达量与蛋白质组学分析结果一致。本研究从蛋白质组学层面解析樟木牛精子质量调控机制及冷冻损伤应答网络,为濒危牛种精液冷冻保存技术优化及遗传资源保护提供重要理论依据和分子靶点。