ナイアシンは凍結保存された馬の精子の質と遺伝子発現を改善する：人工知能支援評価

科学分野:

• 動物科学; 生殖生物学; 生化学

背景:

• 酸化ストレスは、凍結保存中の精子の質に悪影響を及ぼします。
• ナイアシン（ビタミンB3の一形態）は、抗酸化特性を持っています。
• 凍結保存液の最適化は、馬の生殖細胞の生存率を維持するために重要です。

研究 の 目的:

• 凍結保存後の馬の精子の質と遺伝子発現に対するナイアシン補給の影響を評価すること。
• 凍結保存された牡馬の精液を改善するための最適なナイアシン濃度を決定すること。
• 機械学習を使用して精子の質に影響を与える主要なパラメータを特定すること。

主な方法:

• 馬の射出精液を、0、10、または20 mMのナイアシンを含む延長液を使用して凍結保存しました。
• 凍結融解後の精子の質パラメータ（運動性、生存率、ミトコンドリア電位、DNA完全性）を評価しました。
• 遺伝子発現解析（BCL2、BAX、ROMO1、SPACA3、OGG1）および精子-卵管切片結合アッセイを実施しました。
• SHAP分析を用いた機械学習アルゴリズム（ロジスティック回帰、MLP、XGBoost、KNN、SVM）を採用しました。

主要な成果:

• 10 mMナイアシンは、精子の運動性、ミトコンドリア活性、および卵管切片への結合を有意に改善しました。
• ナイアシン補給は、活性酸素（ROS）レベルを低下させ、アポトーシス関連遺伝子発現（BCL2の増加、BAXの減少）を調節しました。
• 10 mMおよび20 mMナイアシンは両方とも、精子の結合に重要なSPACA3遺伝子発現をアップレギュレーションしましたが、10 mMがより優れた機能的結果を示しました。

結論:

• ナイアシン補給、特に10 mM濃度は、凍結保存後の馬の精子の質と機能を向上させます。
• 10 mMナイアシンは、凍結保存された牡馬の精子に対して最適な抗酸化作用、抗アポトーシス作用、および機能的利点を示します。
• 卵管切片への精子の結合とSPACA3遺伝子発現は、凍結保存された精子の質の重要な指標です。