番茄红素对限制应激所致孕鼠胚胎着床异常的缓解作用及其机制

The application of gestational cages usually led to a high-out rate and high stillbirth rate. The "restraint" feed pattern brought numerous economic losses to livestock breeding and trigger serious animal welfare issues. We have found previously that uterine oxidative damage induced by restraint stress was the dominant factor leading to abnormal embryonic implantation. Moreover, lycopene that exhibited strong antioxidant activity can alleviate the uterine oxidative stress and then promote fetal growth. But it was not clear that the effect of lycopene on the process of embryonic implantation. It will proceed from the view of nutritional regulation and study the pregnant mice subjected to restraint stress. It analyzed the the effect of lycopene on the endometrial thickness, cell proliferation and apoptosis, the activity of antioxidant enzyme and the content of ROS in uterus of pregnant mice in vivo and in vitro. Further, it revealed the mechanism of antioxidation of lycopene by iTRAQ proteomic analysis and initially explored by siRNA that the critical role of Nrf2 in lycopene alleviating the abnormal embryonic implantation induced by restraint stress. Lastly, the pregnant sows raised in gestational cages were used to explore the practical application value of this study. In theory, this research will lay the foundation for deeply exploring the role of lycopene in the implantation of sow. In practice, it provided a solution to the reproductive problems caused by the farming mode of gestational cages.

妊娠限位栏的使用易造成母猪淘汰率高、死胎比例大。这种“限制”模式不仅给畜牧生产造成巨大经济损失，而且严重影响动物福利。我们的前期研究发现，限制应激诱导的子宫氧化损伤是导致胚胎着床异常的主要因素。番茄红素具有较强的抗氧化活性，可通过缓解子宫局部氧化应激而促进胎儿生长，但番茄红素在胚胎着床中的作用尚不明确。本项目将从营养调控方面着手，以限制应激孕鼠为模型，利用体内外试验，研究番茄红素对着床期子宫内膜厚度、内膜细胞增殖与凋亡、子宫局部活性氧及相关抗氧化酶活性的影响。进一步采用iTRAQ蛋白质组学、RNA干扰等方法揭示番茄红素发挥抗氧化作用的机理，并初探Nrf2在番茄红素缓解限制应激致胚胎着床异常中的关键作用。最后，利用限位栏饲养的妊娠母猪探讨本研究成果的实践应用价值。研究成果在理论上，为深入挖掘番茄红素在母猪胚胎着床异常中的作用奠定基础；在实践上，为改善由限位栏养殖造成的生殖障碍提供解决思路。

妊娠限位栏的使用易造成母猪淘汰率高、死胎比例大。这种“限制”模式不仅给畜牧生产造成巨大经济损失，而且严重影响动物福利。我们的前期研究发现，限制应激诱导的子宫氧化损伤是导致胚胎着床异常的主要因素。本项目旨在研究番茄红素对限制应激动物胚胎着床率的提升作用以及对肠道菌群结构的影响并初探其作用机制，进一步利用限位栏饲养的母猪探讨本研究成果的实践应用价值。.主要研究成果包括：①确定了番茄红素可有效提高应激动物胚胎着床、生长性能和生殖性能，在饲料添加剂开发方面具有一定的应用价值。②番茄红素通过激活Nrf2，降低限制应激对子宫内膜的氧化损伤，改变TH1型与TH2型细胞因子表达模式，使之趋向于有利于胚胎着床方向进行，进而缓解应激对子宫局部的氧化损伤作用，恢复应激孕鼠子宫内膜和肌层的发育。③番茄红素主要通过影响p53信号传导途径、DNA合成、嘧啶代谢，促进子宫内膜细胞增殖，降低细胞凋亡的发生。④番茄红素主要通过转录因子Nrf2，激活AKT/Nrf2/HO-1信号通路，进而降低H2O2所致的细胞氧化损伤。⑤番茄红素通过增加应激孕鼠肠道菌群ɑ多样性，改变菌群种属相对丰度，进而发挥抗氧化、抗炎性作用，缓解应激对小肠组织的氧化损伤作用。.综述所述，番茄红素通过改变孕鼠肠道菌群结构降低限制应激孕鼠肠道的氧化应激水平。通过AKT/Nrf2/HO-1信号通路影响孕鼠子宫内膜细胞的增殖与凋亡，进而缓解限制应激所致的孕鼠子宫局部免疫抑制和氧化损伤作用，改善胚胎着床异常现象。研究成果在理论上，为深入挖掘番茄红素在母猪胚胎着床异常中的作用奠定基础；在实践上，为提高限位栏饲养母猪繁殖性能，延长经产次数提供解决思路。