镉(Cd)是一种天然存在于环境中的非必需金属元素,对生物系统具有显著的毒性作用。由于其较长的生物半衰期(10-30年),镉容易在体内积累,从而损害多个器官系统,如肝脏和肾脏(Ma等人,2022年;Li等人,2024年)。值得注意的是,镉对生殖系统具有特别明显的有害影响,因为它可以在卵巢组织中积累并导致卵巢功能障碍(Wan等人,2018年)。随着冶金、电镀等工业活动的扩张,镉的应用显著增加,导致环境中的镉污染日益严重(Li等人,2024年)。最近的一项调查显示,在有毒金属中,镉的全球土壤超标率最高(9%)(Hou等人,2025年)。这对人类和动物的健康构成了日益严重的威胁。据报道,畜禽粪便中的镉浓度可高达129.8毫克/千克(Li等人,2010年)。这表明农业环境中的镉污染对畜禽的健康生产构成了重大威胁。
作为控制肉鸡种鸡繁殖的关键器官,卵巢是其繁殖效率和整体商业价值的主要决定因素。卵巢是雌性动物最早出现老化迹象的器官之一;这种过早的老化不仅会降低生育能力,还会增加与年龄增长相关的疾病(如骨质疏松症)的易感性(Broekmans等人,2009年)。卵巢老化是指卵巢功能逐渐下降直至衰竭的过程,其特征是卵泡数量和质量的减少(Yan等人,2022年;Wu等人,2025a)。在禽类生产中,产蛋鸡的卵巢会随着年龄的增长而逐渐老化。当鸡进入产蛋后期时,其产蛋率会逐渐下降。因此,调节卵巢老化是延长产蛋周期的有效策略(Yang等人,2024年)。镉是一种已知的环境毒素,与卵巢老化有关,研究表明其在人类卵巢中会随年龄增长而积累(Varga等人,1993年)。另一项研究也发现,镉暴露会导致大鼠的代谢紊乱并损害卵泡发育,最终导致卵巢过早老化(da Costa等人,2021年)。然而,镉对肉鸡种鸡卵巢老化的影响仍不清楚。
氧化应激和炎症已被证实是卵巢老化的关键驱动因素(Du等人,2022年;Yang等人,2024年;Wu等人,2025a)。对灵长类动物卵巢老化的单细胞转录组分析表明,与年龄相关的卵巢抗氧化防御系统下降会导致氧化损伤增加、颗粒细胞与卵母细胞之间的通信受损,以及卵母细胞质量和卵巢储备能力下降(Wang等人,2020年)。值得注意的是,同一研究还将炎症确定为卵巢老化的主要促成因素(Wang等人,2020年)。氧化应激和炎症的联合作用是加速卵巢老化的主要因素。使用褪黑素等抗氧化剂或MIT-001等抗炎剂进行治疗干预已被证明可以改善卵巢老化症状(Song等人,2016年;Kang等人,2023年)。这些发现进一步验证了氧化应激和炎症过程在卵巢老化发病机制中的关键作用。先前的研究报道,镉暴露会导致丙二醛(MDA)积累、活性氧(ROS)生成以及促炎核因子κB(NF-κB)信号通路的激活,从而加剧猪的肠道损伤(Chen等人,2022年)。类似地,对鸭的研究表明,镉暴露会导致肝脏中ROS的过量产生,并触发关键炎症介质(包括IL-1β、IL-6和TNF-α)的释放(Cao等人,2022年)。总体而言,这些结果表明氧化应激和炎症是镉引起器官损伤的关键机制。然而,镉暴露是否通过这一途径加速肉鸡种鸡的卵巢老化尚不清楚。
本研究的目的是探讨镉暴露对肉鸡种鸡卵巢老化的影响。通过使用分级镉暴露模型(0、70和140毫克/千克),我们发现镉暴露损害了卵泡发育和卵巢组织结构,同时引发了氧化应激和炎症反应。这些病理变化随后导致细胞凋亡和衰老增加,最终加速了卵巢老化。这些结果为评估镉污染对禽类生殖健康的影响提供了理论基础,并为预防策略的制定提供了依据。