《Animal - Open Space》：Multivariate analysis of placental gene expression of adipokines and biochemical markers in cows with and without hyperketonemia
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酮症酸中毒母牛胎盘组织中leptin、ObRb、adiponectin、AdipoR1及resistin基因表达与生化指标多变量分析显示，ObRb、AdipoR1和β-hydroxybutyrate是区分酮症酸中毒组的关键变量，为诊断和预后提供新指标。
安杰拉·因佩里亚诺·达·康塞桑（Angela Imperiano da Concei??o）|若昂·维克托·若泽·德·巴罗斯·丹塔斯（Jo?o Victor José de Barros Dantas）|卡拉·洛佩斯·德·门东萨（Carla Lopes de Mendon?a）|乔布森·菲利佩·德·保拉·卡茹埃罗（Jobson Filipe de Paula Cajueiro）|罗多尔福·若泽·卡瓦尔坎蒂·索托（Rodolfo José Cavalcanti Souto）|保罗·罗伯托·埃卢特埃里奥·德·索萨（Paulo Roberto Eleutério de Souza）|利卡里昂·平托（Licarion Pinto）|若泽·奥古斯托·巴托斯·阿方索（José Augusto Bastos Afonso）|皮埃尔·卡斯特罗·索亚雷斯（Pierre Castro Soares）
伯南布哥联邦农村大学（Federal Rural University of Pernambuco），兽医医学研究生项目，累西腓校区（Recife Campus/UFRPE），曼努埃尔·德·梅德罗斯大道（Av. Manuel de Medeiros），无门牌号-Dois Irm?os，52171-900，累西腓，伯南布哥州，巴西
摘要
本研究的目的是通过多变量分析，探讨患有和未患高酮血症的奶牛中胎盘组织中瘦素（leptin）、瘦素受体（ObRb）、脂联素（adiponectin）、脂联素受体（Adipo R1）和抵抗素（resistin）的基因表达与能量、蛋白质、酶学、激素和矿物质指标之间的相关性。共收集了135头奶牛的分娩样本，并将其分为两组：G1组为对照组（β-羟基丁酸<1.2 mmol/L，n=120）；G2组为高酮血症组（β-羟基丁酸≥1.2 mmol/L，n=15）。评估了生物化学和激素指标（游离脂肪酸NEFA、β-羟基丁酸、葡萄糖、总蛋白、白蛋白、尿素、肌酐、GGT、AST、氯化物、磷、可离子化钙、钾、钠、胰岛素和皮质醇），以及胰岛素敏感性。收集胎盘样本并使用qPCR技术进行mRNA分析，共分析了38个样本（G1组23个；G2组15个）。数据使用SAS PROC MIXED软件进行分析，必要时进行了正态性检验和数据转换。根据数据分布情况，采用了F/SNK检验或Mann-Whitney检验。多变量分析过程中进行了数据插补、SMOTE处理和自动缩放，随后使用了PCA、HCA和PLS方法。显著性水平设定为5%。结果显示，高酮血症奶牛的瘦素（p=0.0174）和瘦素受体（p<0.0001）表达水平较高，而健康奶牛的脂联素受体（AdipoR1）和抵抗素（p<0.0001）表达水平较高。多变量分析表明，瘦素受体（ObRb）、脂联素受体（AdipoR1）和β-羟基丁酸是区分两组的关键变量，这些变量能够反映奶牛分娩时的高酮血症状态，突显了胎盘脂肪因子作为诊断和预测该代谢紊乱的潜在工具的作用。
引言
高酮血症是奶牛分娩期间最常见的代谢紊乱之一，全球发病率超过20%（Loiklung等人，2022年），其特征是由于机体需要大量能量而加速动员脂质储备，导致酮体（主要是β-羟基丁酸）在体内积累（LeBlank，2010年；Constable等人，2017年；Gonzáles和Silva，2017年）。这种状况是由于能量负平衡（NEB）引起的，即能量供应不足，进而引发脂肪分解，非酯化脂肪酸（NEFA）释放到血液循环中。血清β-羟基丁酸浓度等于或大于1.2 mmol/L的奶牛被视为高酮血症患者，包括亚临床和临床形式（Duffield等人，2009年；Gordon等人，2013年；McArt等人，2013年；Tatone等人，2016年；Soares等人，2019年）。
高酮血症在奶牛中的重要性不仅体现在其代谢层面，它还是生理失衡的关键指标，直接影响动物的生产性能和整个牛群的效率。实际影响是多方面的：无论是临床还是亚临床形式，都会导致生产力下降、采食量减少、产奶量降低、生育能力受损以及易感染和代谢紊乱。这些变化通常伴随着行为改变和免疫功能下降，最终影响奶牛应对分娩期挑战的能力（Duffield等人，2009年；Leblanc，2010年；Gordon等人，2013年；Tatone等人，2017年；Du等人，2018年；Soares等人，2019年；Loiklung等人，2022年；Padilha等人，2025年）。从繁殖角度来看，高酮血症对卵泡动态有特别不利的影响，降低卵子质量并损害黄体功能，导致卵巢周期恢复延迟、受孕率降低、胚胎发育受阻以及分娩间隔延长（H?ggman等人，2019年；Rodrigues等人，2022年；Padilha等人，2025年；Sangalli等人，2025年）。因此，高酮血症不仅仅是一种孤立的代谢紊乱，它还会持续加剧生产和繁殖方面的损失，最终影响牛群的寿命和农场盈利能力（Du等人，2018年；Soares等人，2019年；Sangalli等人，2025年）。
饮食变化或某些生理状态（如妊娠和哺乳）能够改变反刍动物的能量代谢（Duehlmeier等人，2011年；González等人，2017年；Soares等人，2019年）。这些变化会导致血清中多种物质（包括脂肪因子如瘦素、脂联素和抵抗素）浓度的波动，这些因子在能量代谢中起重要作用，调节体脂、能量消耗和食物摄入与繁殖之间的关系，并在胎盘中以高浓度合成，对组织和胎儿发育产生重要影响。有证据表明这些脂肪因子参与了高酮血症的发病机制（Zhang等人，1994年；Henson和Castracane，2006年；Lemor等人，2010年；Uzelac等人，2010年；Jamaluddin等人，2012年；Reverchon等人，2014年；Pérez-Pérez等人，2015年；Kasimanickam等人，2016年；Monroy等人，2017年；Acquarone等人，2019年；Manoharan等人，2019年；Shen等人，2020a；Guadix等人，2023年）。
尽管一些研究强调了脂肪因子在调节能量代谢中的重要性（Pérez-Pérez等人，2015年；Acquarone等人，2019年；Shen等人，2020a；Guadix等人，2023年），但对于这些生物分子与其他代谢生物标志物之间的具体相互作用仍存在认识不足，这限制了对代谢稳态动态和奶牛生理表现的深入理解，也阻碍了动物健康、生产性能的提升以及有效管理策略的制定。因此，本研究旨在通过多变量分析，探讨患有和未患高酮血症的奶牛中胎盘组织中瘦素、瘦素受体（ObRb）、脂联素、脂联素受体（Adipo R1）和抵抗素的基因表达与能量、蛋白质、酶学、激素和矿物质指标之间的相关性。
研究样本信息
研究对象
本研究共纳入了135头在分娩时接受常规治疗的怀孕奶牛（14例顺产、42例助产手术和79例剖宫产）。所有奶牛均接受了临床检查（Dirksen等人，1993年），年龄在1至10岁之间，体况评分在2.5至4分之间（Edmonson等人，1989年），属于Girolando、Holstein、Jersey、Gir和Brown Swiss等奶牛品种及其杂交品种。
高酮血症奶牛的分娩类型分类
三种分娩类型（顺产、助产手术和剖宫产）在两组中都有出现（无高酮血症组n=23；高酮血症组n=15），但分布情况不同。在无高酮血症组中，剖宫产比例为60%（14/23），而在高酮血症组中这一比例上升至80%（12/15）。无高酮血症组的顺产比例为13%（3/23），而高酮血症组的顺产比例为6.6%（1/15）。
讨论
本研究显示，高酮血症奶牛的胎盘组织中瘦素及其受体（ObRb）的基因表达显著增加，表明机体对能量负平衡（NEB）产生了代谢适应反应（Pérez-Pérez等人，2015年；D'souza等人，2017年；Shen等人，2020a），因为这些脂肪因子在调节母体和胎儿代谢稳态中起重要作用，影响脂肪的动员等过程。
结论
可以得出结论，胎盘产生的脂肪因子对分娩期间奶牛的代谢状况有重要影响，对雌性的生理、健康和生产力具有显著意义。研究表明，区分两组的最关键指标是瘦素受体（ObRb）、脂联素受体（AdipoR1）、β-羟基丁酸（β-Hydroxybutyrate）、游离脂肪酸（NEFA）、葡萄糖（glucose）、GGT和RQUICKβHB的表达情况，以及相关的代谢变化。
伦理声明
所有研究活动均获得了伯南布哥联邦农村大学动物使用伦理委员会（CEUA）的批准，许可号为148/2018。
作者声明
作者声明本研究内容未曾以任何学术形式发表过，也未被其他机构考虑发表。文章的发表已获得所有作者的同意，以及研究实施地的主管部门的默示或明确许可。如果文章被接受，未经机构书面同意，不得以任何形式（包括电子版）在其他地方发表。
未引用参考文献
(Deming等人，1988年；Dos Santos等人，2012年；Rodriguez等人，2022年；Shen等人，2019年)
作者贡献声明
利卡里昂·平托（Licarion Pinto）：软件开发、方法论设计、数据分析。保罗·罗伯托·埃卢特埃里奥·德·索萨（Paulo Roberto Eleutério de Souza）：数据可视化、验证、监督、资源管理、项目协调、方法论设计、数据分析、概念构建。若泽·奥古斯托·巴托斯·阿方索（José Augusto Bastos Afonso）：初稿撰写、数据可视化、验证、监督、资源管理、项目协调、方法论设计、数据分析、概念构建。皮埃尔·卡斯特罗·索亚雷斯（Pierre Castro Soares）：文章撰写——利益冲突声明
作者声明与本研究、作者身份及文章发表无关的潜在利益冲突。
致谢
作者衷心感谢高等教育人员发展协调委员会（CAPES）的支持。
数据获取说明
支持本研究结论的数据可在文章及其补充信息中找到。然而，由于与其他相关项目的保密要求，所有电子表格及支持研究结论的个体动物数据并非公开可获取，如需获取，请提出合理请求。
