《Heliyon》：Assessing sperm motility in thawed bovine semen following prostaglandin F2α treatment
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本研究針對(duì)前列腺素F2α(PGF2α)添加對(duì)牛精子運(yùn)動(dòng)參數(shù)的影響展開系統(tǒng)評(píng)估。通過計(jì)算機(jī)輔助精子分析(CASA)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)高濃度PGF2α（尤其是氯前列醇消旋體與對(duì)映體）會(huì)顯著降低精子總運(yùn)動(dòng)力、前向運(yùn)動(dòng)力及線性運(yùn)動(dòng)參數(shù)(VSL/LIN)，而低濃度影響較小。該研究為人工授精中前列腺素添加策略提供了關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)依據(jù)，對(duì)提高畜牧業(yè)繁殖效率具有重要參考價(jià)值。
在畜牧業(yè)人工授精技術(shù)中，精液稀釋液中添加生物活性物質(zhì)是提高受孕率的常用策略。然而關(guān)于前列腺素F2α(PGF2α)對(duì)精子功能的影響，現(xiàn)有研究存在顯著矛盾：有些報(bào)道稱PGF2α能增強(qiáng)精子運(yùn)動(dòng)力，另一些卻觀察到抑制作用。這種分歧可能源于物種差異、濃度選擇或檢測(cè)方法的局限性。為解決這一爭(zhēng)議，德國(guó)吉森大學(xué)繁殖醫(yī)學(xué)與新生兒科診所的J?rg Oliver Willig團(tuán)隊(duì)在《Heliyon》發(fā)表研究，首次系統(tǒng)比較天然PGF2α（地諾前列素）與合成氯前列醇（消旋體和對(duì)映體）對(duì)凍融牛精子運(yùn)動(dòng)特性的時(shí)效與量效影響。
研究團(tuán)隊(duì)采用計(jì)算機(jī)輔助精子分析(CASA)技術(shù)，對(duì)10頭德國(guó)荷斯坦公牛的30份凍融精液樣本進(jìn)行多時(shí)間點(diǎn)（0-24小時(shí)）動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。通過四因素方差分析模型，評(píng)估了三種PGF2α制劑在不同濃度下對(duì)總運(yùn)動(dòng)力、前向運(yùn)動(dòng)力、曲線運(yùn)動(dòng)速度(VCL)等12個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的影響。
關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)方法概述
研究使用符合繁殖標(biāo)準(zhǔn)的凍存牛精液（ motility >70%），通過精密移液技術(shù)將精液與PGF2α制劑（地諾前列素0.1-0.4 mg/mL、氯前列醇消旋體0.002-0.008 mg/mL、對(duì)映體0.0006-0.0024 mg/mL）在24°C恒溫條件下孵育。利用SpermVision? 3.5系統(tǒng)每2小時(shí)采集一次精子運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)，通過混合模型統(tǒng)計(jì)分析濃度、時(shí)間與公牛個(gè)體差異的交互效應(yīng)。
3.1 精子運(yùn)動(dòng)力與VCL分析
數(shù)據(jù)顯示氯前列醇消旋體（p=0.0010）和對(duì)映體（p=0.0003）顯著降低精子總運(yùn)動(dòng)力，地諾前列素在0.4 mg/mL時(shí)也使運(yùn)動(dòng)力下降9.3%。值得注意的是，所有PGF2α制劑在2小時(shí)內(nèi)均提高VCL值（地諾前列素0.4 mg/mL組達(dá)140.11 μm/s），但4小時(shí)后優(yōu)勢(shì)消失，24小時(shí)時(shí)高濃度組VCL反低于對(duì)照組。
3.2 路徑速度與直線運(yùn)動(dòng)評(píng)估
平均路徑速度(VAP)和直線速度(VSL)的檢測(cè)揭示濃度依賴性損害：地諾前列素0.4 mg/mL使VSL在2小時(shí)驟降19.8%（52.37→47.68 μm/s），而低濃度(0.1 mg/mL)影響不顯著。氯前列醇對(duì)映體在0.0024 mg/mL濃度下使VSL降低5.9%，且隨時(shí)間推移差異擴(kuò)大。
3.3 運(yùn)動(dòng)軌跡特征變化
線性度(LIN)和直線度(STR)分析顯示，PGF2α處理組精子運(yùn)動(dòng)軌跡的規(guī)則性受損。地諾前列素0.4 mg/mL使LIN值在2小時(shí)降低27.7%（0.47→0.34），STR值也呈現(xiàn)同步下降。值得注意的是，氯前列醇消旋體在低濃度(0.002 mg/mL)下對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡參數(shù)影響較小。
3.4 頭部運(yùn)動(dòng)參數(shù)
振幅側(cè)頭位移(ALH)在PGF2α處理組普遍增高，地諾前列素0.4 mg/mL組在2小時(shí)ALH達(dá)5.48 μm（對(duì)照組3.87 μm），提示精子頭部擺動(dòng)加劇但運(yùn)動(dòng)效率降低。與之對(duì)應(yīng)，節(jié)拍交叉頻率(BCF)在所有實(shí)驗(yàn)組均顯著下降，反映尾部鞭打頻率受損。
討論部分指出，PGF2α對(duì)精子運(yùn)動(dòng)的雙重效應(yīng)可能源于其與FP受體的相互作用：低濃度時(shí)通過鈣離子信號(hào)調(diào)節(jié)增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)活力，高濃度則可能破壞膜完整性。與豬精子相比，牛精子對(duì)PGF2α的敏感性差異提示物種特異性受體表達(dá)或信號(hào)通路差異。盡管研究證實(shí)高濃度PGF2α的不利影響，但其在子宮收縮促進(jìn)精子運(yùn)輸方面的潛在益處仍值得探索。該研究為優(yōu)化人工授精技術(shù)提供重要數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)提示需進(jìn)一步研究PGF2α對(duì)精子獲能、頂體反應(yīng)等關(guān)鍵生理過程的影響。
