红景天多糖通过TNF和PI3K/AKT信号通路缓解缺氧诱导的猪睾丸间质细胞增殖抑制的转录组机制解析

《BMC Veterinary Research》：Transcriptome analysis reveals the mechanism of Rhodiola polysaccharide affecting the proliferation of porcine Leydig cells under hypoxia

缺氧环境严重影响雄性生殖功能，但保护机制尚不明确。为解决这一问题，Jinting Luo等研究人员通过RNA-Seq技术揭示了红景天多糖(RDP)通过上调CXCL2/JUNB/VCAM1(TNF通路)和VEGFA/SGK2/SPP1(PI3K/AKT通路)关键基因表达，显著改善缺氧条件下猪睾丸间质细胞(PLCs)的增殖能力。该研究为高原畜牧业雄性生殖保护提供了新靶点，成果发表于《BMC Veterinary Research》。

　　

在高原畜牧业发展中，缺氧环境如同无形的枷锁，严重制约着引入牲畜的繁殖性能。雄性生殖系统对缺氧尤为敏感，睾丸间质细胞(Leydig cells)作为睾酮合成的主要场所，其功能障碍直接导致生育力下降。尽管传统藏药红景天(Rhodiola rosea L.)的抗氧化作用早有记载，但其活性成分红景天多糖(Rhodiola polysaccharide, RDP)如何保护生殖细胞的具体分子机制，仍是未解之谜。

为揭开这一谜题，国内研究团队以猪睾丸间质细胞(PLCs)为模型，创新性地将现代转录组技术与传统中药研究相结合。研究采用CCK8法检测细胞活力，通过Illumina NovaSeq 6000平台进行RNA-Seq测序，并运用Goatools和clusterProfiler进行GO与KEGG通路分析，最后通过qRT-PCR验证关键基因表达。所有实验设置正常氧组(N)、缺氧组(H)和缺氧+RDP处理组(HR)三组对照。

研究结果部分，《Effect of RDP on cell viability from PLCs under hypoxia》显示，缺氧使细胞活力显著降低(p<0.05)，而RDP处理使其恢复至接近正常水平。《Quality analysis of RNA-Seq data》证实测序质量优良，Q30均高于93%，GC含量超过51%。《Differentially expressed genes analysis》揭示H vs N组存在6,794个差异基因(DEGs)，而HR vs H组仅285个，表明RDP能显著逆转缺氧引起的基因表达紊乱。

《Functional analysis of DEGs in PLCs under different oxygen conditions》发现缺氧主要影响细胞周期通路，下调CCNB1/CCNA2等周期蛋白和CDK1/CDK2等激酶，同时上调CDKN1C/CDKN2B等抑制因子，形成"分子刹车"效应。《Functional analysis of DEGs in PLCs by RDP under hypoxia》则显示RDP通过双重机制发挥作用：一方面激活TNF通路中的CXCL2/JUNB/VCAM1增强细胞存活信号；另一方面启动PI3K/AKT通路的VEGFA/SGK2/SPP1促进增殖。特别值得注意的是，RDP还上调ATP5I/COX2/CYTB等线粒体电子传递链组分，改善氧化磷酸化效率，为细胞提供能量支持。

在讨论与结论部分，研究团队指出这项工作的突破性发现：RDP创造性地通过"信号通路协同调控"模式——既激活促增殖的PI3K/AKT通路，又抑制促凋亡的TNF/NF-κB通路，同时增强线粒体ATP合成能力，形成三维保护网络。这种多靶点作用机制解释了传统中药"多成分-多靶点"的特点，为开发抗高原生殖功能障碍药物提供了明确分子标记。该研究不仅填补了RDP生殖保护机制的理论空白，更开创了将组学技术应用于传统中药机理研究的新范式，对高原畜牧业可持续发展具有重要实践价值。