2023年7月，我院石德顺研究员团队邓彦飞副教授在国际Top期刊《Journal of Hazardous Materials》（中科院一区，Top 2%，IF=13.6）在线发表了题为“Lipopolysaccharide accelerates tryptophan degradation in the ovary and the derivative kynurenine disturbs hormone biosynthesis and reproductive performance”的研究成果，首次报道了环境中细菌内毒素（脂多糖/LPS）引发卵泡颗粒细胞色氨酸/犬尿氨酸代谢异常（犬尿氨酸堆积）影响动物卵巢功能和繁殖性能的新机制。内毒素是革兰氏阴性菌细胞壁的主要组成成分，以脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS) 为主要代表。在细菌死亡和裂解时，LPS被释放到周围环境中。由于其化学和热稳定性较强，LPS可以在多种环境条件下长期存在。随着畜牧业养殖规模增加和养殖密度提高，因饲养管理不善常常造成动物所处的生活环境较恶劣，因而更容易受到细菌和LPS的感染。现有研究表明，动物感染LPS时，LPS可通过血液循环进入卵泡液并作用于卵泡颗粒细胞而影响其功能，如导致激素分泌失衡、卵巢功能衰竭等，最终引起繁殖性能降低，但其潜在机制尚不清楚。该研究发现，LPS作用于猪卵泡颗粒细胞时可通过p38, NF-κB和JNK信号通路增强色氨酸代谢的关键酶Ido1的表达，从而引起色氨酸代谢加速，造成其衍生物犬尿氨酸堆积，进而抑制Cyp19a1和Fshr的表达，减少雌激素合成，最终影响猪卵泡颗粒细胞的功能。进一步的小鼠模型研究结果也表明，LPS诱导小鼠卵巢中Ido1高表达，并引发血液中犬尿氨酸水平升高。通过直接给小鼠腹腔注射犬尿氨酸可发现激素分泌失衡，并显著抑制了排卵和黄体形成，最终降低了繁殖性能（受胎率和活仔率降低）。该研究阐明了LPS感染通过诱导色氨酸代谢紊乱影响动物卵巢功能和繁殖性能的机制，首次发现色氨酸-犬尿氨酸代谢紊乱（犬尿氨酸堆积）破坏卵巢功能、降低动物繁殖性能。该研究为提高家畜繁殖效率乃至治疗人类卵巢功能障碍引起的不孕提供了新的见解。

该研究成果的第一单位是广西大学动物科技学院，广西大学邓彦飞副教授和江苏省农科院李辉副研究员为共同通讯作者，2020级硕士生沈婕为第一作者，博士生程隽如参与研究，并得到石德顺研究员的指导。研究工作得到广西八桂学者创新团队项目，广西自然科学基金项目（批准号：2022GXNSFDA035064、2023GXNSFAA026367），国家自然科学基金项目（批准号：32272883)，亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室开放课题（批准号：SKLCUSA-b202204)）和广西研究生教育创新项目（批准号：YCSW2022086）的资助。

近年来，在石德顺研究员的带领下，邓彦飞副教授一直专注于动物干细胞与生殖生物学相关研究，在家畜卵泡发育调控和繁殖效率提升方面取得了重要进展，相关研究成果发表在INT J BIOL MACROMOL（2023, IF=8.2,中科院一区Top）；J STEROID BIOCHEM（2022a, 2021b, IF=5.0,中科院二区）；BMC GENOMICS（2022, IF=4.5,中科院二区Top）；J CELL PHYSIOL（2019, IF=5.5,中科院二区Top）和Theriogenology（2023a,2017b, IF=2.8,中科院二区Top）等国际有影响力的SCI期刊上。相关成果对水牛、猪等家畜品种改良和繁殖效率提升具有重要指导意义。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131988

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