摘要

背景

子宮是哺乳動物繁殖的關鍵器官，通過調控胚胎著床、胎盤發育、胎兒營養和分娩過程直接決定繁殖成功率。然而，在發情周期的不同階段，調控子宮高繁殖力的分子機制仍不清楚。本研究旨在通過整合蛋白質組學和轉錄組學分析來闡明山羊繁殖力的遺傳調控機制。

結果

選取20只健康的云上黑山羊（2-3歲，體重52.22±0.43公斤），在卵泡期（FH和FL，每組5只）和黃體期（LH和LL，每組5只）將其分為高繁殖力和低繁殖力兩組。利用數據獨立采集（DIA）質譜技術，我們測定了4,455種蛋白質。加權基因共表達網絡分析（WGCNA）發現lightcyan模塊與黃體期的高繁殖力高度相關，其中核心蛋白包括IDH2、PSAT1、MDH1、UBQLN1、RPLP1、SEC23B、RAD23B、PSPH和MTHFD2。此外，在卵泡期與黃體期、黃體期與妊娠期的比較中分別檢測到125種和183種差異表達蛋白（DAPs）。與運輸活動密切相關的生物粘附過程參與了子宮功能，關鍵蛋白如PKP4、COL4A1、LPCAT4、ARRB1、SERPINA5、CDK9和HDAC7被認為對胚胎-子宮通訊至關重要。整合轉錄組學和蛋白質組學分析顯示，在卵泡期 relaxin 信號通路顯著上調，這可能促進子宮組織重塑、細胞外基質降解和血管生成，從而為胚胎著床做好準備。在黃體期，觀察到萜類骨架生物合成通路的活性增強，這可能表明膽固醇和類固醇激素前體的產生增加，有助于滿足子宮的代謝需求并支持受孕前的類固醇信號傳導。

結論

我們的研究發現表明，特定的蛋白質共表達模塊和核心蛋白與山羊的高繁殖力密切相關。包括 relaxin 信號通路和萜類骨架生物合成在內的關鍵通路的階段特異性激活，可能反映了發情周期中子宮的動態分子重編程。本研究為云上黑山羊的高繁殖力提供了分子機制的見解。然而，這些發現基于蛋白質組學和轉錄組學數據，需要進一步的實驗驗證來確認因果關系。