《Molecular Reproduction and Development》：Reproductive Importance of Brown Adipose Tissue in the Neotropical Sperm-Storing Vespertilionid Bat Yellowish Myotis: AI Analysis, Lipid Profile, and Androgenic Function
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这篇综述通过机器学习与脂质组学分析，首次揭示新热带区贮存精子的美洲黄鼠蝠（Myotis levis）的褐色脂肪组织（BAT）在生殖周期中发挥关键作用。研究发现BAT不仅是能量储备器官，其质量变化是区分生殖阶段的第三重要参数，且其脂质组成（如游离脂肪酸上升、甘油三酯下降）与血清睾酮水平动态相关。更值得注意的是，BAT本身能产生睾酮，并可刺激TM3 Ley质细胞（Leydig cells）的类固醇生成，提示BAT可能通过提供游离胆固醇等底物，在季节性生殖中支持精子形成（spermiogenesis）所需的雄激素环境。
引言
新热带区的美洲黄鼠蝠（Myotis levis）呈现季节性生殖模式，成年雄性在一年中经历四个明确的生殖阶段：静止期（Rest，5-10月）、成熟期（Maturing，11-2月）、成熟完成期（Mature，3月）和退化期（Regressed，4月）。在生殖周期中，褐色脂肪组织（BAT）的活动出现波动，其质量在成熟期和成熟完成期下降，与血清睾酮水平升高同时发生。以往研究多关注BAT在冬眠蝙蝠中的产热作用，但本研究首次系统探讨BAT在非冬眠热带蝙蝠生殖中的重要性，旨在通过机器学习量化生殖参数的重要性，并分析BAT的脂质组成及其对Ley质细胞雄激素合成的直接影响。
材料与方法
研究在巴西米纳斯吉拉斯州的卡拉萨保护区进行，于2024年1月至12月捕获24只成年雄性黄鼠蝠，涵盖四个生殖阶段（每阶段n=6）。研究采用多学科方法：1. 机器学习（ML）与SHAP分析：基于已有生殖数据库，使用逻辑回归（LR）等六种算法构建分类模型，通过SHapley Additive exPlanations（SHAP）方法评估各生殖参数的重要性；2. 脂质提取与分析：采用Bligh-Dyer法提取BAT脂质，薄层色谱（TLC）分离并定量各脂质类别；3. 细胞培养分析：使用小鼠TM3 Ley质细胞系，分别暴露于各生殖阶段BAT提取物，检测细胞活力及培养基中睾酮水平。
结果
机器学习识别BAT为关键生殖参数
机器学习模型（LR和MLP）在区分生殖阶段（干燥季的退化期/静止期 vs. 雨季的成熟期/成熟完成期）中表现出优异性能（AUC > 0.99）。SHAP分析显示，在众多生殖参数中，BAT质量是第三重要的分类变量，仅次于附性腺质量和Sertoli细胞数量。这表明BAT在生殖周期中的动态变化具有重要的生物学意义。
BAT脂质组成随生殖阶段变化
BAT的脂质分析揭示了其组成在生殖周期中的显著变化：在成熟期和成熟完成期，游离脂肪酸（FFA）含量显著升高，而甘油三酯（TAG）、1,2-二酰基甘油（DAG）、1,3-二酰基甘油以及游离胆固醇均显著下降。酯化胆固醇含量在各阶段无变化，总磷脂在静止期与成熟完成期间存在差异。特别值得注意的是，游离胆固醇的下降与血清睾酮水平的升高呈强正相关（成熟期r=0.9）。
BAT具有内在睾酮并能刺激Ley质细胞
研究发现BAT本身在所有生殖阶段均检测到睾酮，其水平变化模式与血清睾酮一致。在细胞实验中，TM3 Ley质细胞暴露于各阶段BAT提取物后活力未受影响，但睾酮分泌出现阶段性特异性增加：在成熟完成期（暴露48小时后）和退化期（暴露24小时后），TM3细胞的睾酮产量显著高于对照组。此外，作为阳性对照的促黄体生成素（LH）也能在24小时内显著刺激TM3细胞产生睾酮。这些结果直接证明了BAT具有雄激素活性，并能外源性刺激Ley质细胞的类固醇生成。
讨论
本研究通过整合机器学习、脂质组学和细胞生物学方法，系统阐明了BAT在美洲黄鼠蝠季节性生殖中的重要作用。与冬眠蝙蝠（如Myotis lucifugus）中BAT可能作为雄激素来源的推测一致，本研究发现热带非冬眠蝙蝠的BAT同样具有支持生殖的功能。在能量需求较高的成熟期和成熟完成期，BAT中甘油三酯的下降和游离脂肪酸的升高反映了能量储备的动员，以支持生殖投资。同时，游离胆固醇的同步下降及其与血清睾酮的正相关性提示，BAT可能通过提供胆固醇底物来支持Ley质细胞的睾酮合成。BAT对TM3细胞的刺激作用在成熟完成期和退化期最为显著，这可能为精子形成的关键时期提供了必要的雄激素支持。这些发现将BAT的角色从传统的产热器官扩展为连接环境因素（如降雨和食物供应）与性腺功能的内分泌调节者。
结论
综上所述，美洲黄鼠蝠的褐色脂肪组织在生殖周期中扮演了多重角色：它不仅是重要的能量储存和动员器官，其质量变化是区分生殖阶段的关键参数之一；其脂质组成的动态调整（特别是游离胆固醇的降低）与睾酮合成高峰同步；更重要的是，BAT本身能产生睾酮，并能直接刺激Ley质细胞增强雄激素输出。这表明BAT可能通过提供前体物质和局部激素信号，在季节性生殖动物中支持精子发生所必需的雄激素环境。本研究为理解脂肪组织与生殖内分泌之间的相互作用提供了新的视角，也为研究其他季节性繁殖动物的能量-生殖权衡机制奠定了基础。
