近日，BMC Biology期刊在线发表了中国农业大学动物科学技术学院杨宁教授/孙从佼副教授团队题为《PKC-NF-κB-IRF1信号通路介导了温度诱导的鸡胚胎滞育》（Temperature-induced embryonic diapause in chickens is mediated by PKC-NF-κB-IRF1 signaling”）的研究论文，该研究系统揭示了鸡胚胎滞育的分子调控机制，为长期保存种蛋的孵化能力提供了新思路。

植物成熟的种子储存数年后仍可发芽生长，长期干涸的鱼塘有水后会自然有小鱼苗孵出，鸟类会把一段时间所产的蛋集中在一起进行孵化。这些有趣的生物现象都反映了这样一个事实，即动植物的胚胎可以在特定条件下停止生长发育，在一定时间内、环境条件适宜后可恢复发育。科学家很早就开始关注这一现象，并将其称为胚胎滞育或者胚胎休眠。胚胎滞育现象在整个生物界广泛存在，是确保生殖存活的一种进化策略。研究发现胚胎滞育的诱发、维持和终止涉及一系列复杂的遗传和细胞调节机制。

鸡的受精发生在输卵管的漏斗部，伴随着输卵管中鸡蛋的形成，受精卵已经开始不断分裂，当种蛋排出体外时，胚胎已经发育到原肠胚期。如果种蛋储存温度低于鸡生理零度 (21℃) ，可诱发胚胎滞育。种蛋保存一定时间后内当环境温度恢复到37.8℃进行孵化时，胚胎可完全恢复正常发育。近百年来家禽生产者利用这一特性，将每天收集的种蛋低温储存，在一段时间后转入孵化器孵化，以保证同一天出雏，不仅大大提高了生产效率，同时也是实施“同进同出”这一核心生产要求的基础。

尽管家禽生产上长期利用鸡胚胎滞育这一特性，但是对于温度是如何控制鸡胚胎滞育这一基础问题却不能很好地回答。为了全面解析鸡胚胎滞育的调控机制，该研究收集了胚胎滞育前、滞育发生、维持滞育以及解除滞育的整个变化过程的数百枚鸡胚胎样品。通过对处于不同状态的胚胎进行分析，结果显示滞育时胚胎的细胞分裂被完全抑制，这是造成胚胎停止发育的核心原因。随后该研究通过对不同状态的胚胎进行转录组测序分析，发现IRF1、FOS、DUSP1和NFKBIA等基因能够快速响应温度变化，并调控细胞增殖，可以作为鸡胚胎滞育状态的潜在标志基因（图1）。通过蛋白质磷酸化修饰组学的进一步分析，发现前述基因受到PKC-NF-κB信号通路的调控。最后，该研究通过体外细胞实验及体内胚盘注射技术验证了IRF1对细胞分裂增殖的调控作用。该研究首次揭示了PKC-NF-κB-IRF1信号通路对鸡胚胎滞育的重要性（图2），对家禽生产中种蛋保存和孵化技术的改进也提供了工具。

图1 鸡胚胎滞育状态的潜在标志基因

图2 PKC-NF-κB-IRF1信号通路对鸡胚胎滞育的调控机理

中国农业大学动物遗传育种系已毕业博士任俊晓（现在佛罗里达大学从事博士后研究）为论文第一作者，动物科技学院杨宁教授和孙从佼副教授为共同通讯作者。该研究是在杨宁教授主持的国家重点研发计划项目“鸡高产优质高抗性状形成的分子调控网络” (2022YFF1000200)中完成的重要科研成果，同时也得到了现代农业产业技术体系（CARS-40）和中国农业大学 2115 人才培育发展支持计划（00109015）的共同支持。

原文链接：https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-023-01550-0