亚洲黑斑侧褶蛙冬眠期多器官蛋白质调控网络解析及其能量稳态维持机制

本研究首次采用DIA定量蛋白质组学技术，系统解析了黑斑侧褶蛙（Pelophylax nigromaculatus）冬眠状态下肾脏、肝脏和肺脏的蛋白质组与磷酸化修饰网络，揭示其通过糖酵解（glycolysis）/糖原分解（glycogenolysis）通路协同调控、细胞骨架重组和炎症抑制等跨器官保护机制，为两栖类低代谢适应策略提供分子框架。

　　

Highlight

本研究通过整合蛋白质组与磷酸化修饰组分析，首次绘制了冬眠两栖动物多器官分子调控图谱，揭示糖原分解抑制剂CP-91149可显著提高冬眠死亡率，证实糖代谢重编程是维持能量稳态的核心策略。

Animal and sample collection

夏季于河北师范大学校园采集体长7-9 cm的雄性黑斑侧褶蛙，实验设置五组：非冬眠对照组、1周/4周/8周冬眠组及8周复苏组。1周为冬眠启动期（环境温度首次低于10°C），4周为深度冬眠期（环境温度-2至4°C），8周组模拟自然越冬周期。

Analysis of identified proteins

采用Spectronaut软件分析20例样本的DIA数据，构建包含肾脏/肝脏/肺脏的定量蛋白质数据库。冬眠组显著富集于脂质分解（lipid catabolism）、糖异生（gluconeogenesis）等通路，而微管稳定蛋白Tau和葡萄糖转运体GLUT4的磷酸化修饰揭示跨器官协同调控机制。

Discussion

冬眠期两栖类通过代谢率抑制（MRD）实现：①微管稳定性增强（Tau蛋白磷酸化驱动）；②凋亡信号抑制（Bcl-2家族调控）；③糖原快速动员（AGP介导的糖原磷酸化酶激活）。这种"能量缓冲-结构保护-炎症防御"三位一体机制，为器官移植低温保存提供新思路。

Conclusion

黑斑侧褶蛙通过FBA（果糖二磷酸醛缩酶）与AGP（糖原磷酸化酶）的时空协同，形成"糖代谢重编程-细胞骨架重塑-氧化应激防御"的冬眠适应范式，为解析动物低代谢生存策略奠定分子基础。