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冷刺激是北方寒区常见的环境应激源之一,可导致母畜产弱仔率增加,致使后代生长发育迟缓、免疫功能紊乱以及疾病易感性增加,是影响养殖效益的始动因素之一,但其确切机制尚不清楚。分析妊娠母鼠及其子代对产前冷应激的响应,进而明确相应的信号转导机制,将有助于解决北方寒区幼畜免疫力低下及抗病力差的现实问题,对提升畜牧生产力,从而保证畜牧业持续健康发展具有重要意义。为探讨产前冷应激对妊娠大鼠及子代的影响,本研究以大鼠为研究对象,首先建立大鼠产前(妊娠15-21天(d),4℃冷刺激)冷应激模型,以常温饲养的妊娠大鼠为对照,对妊娠第15d、17 d、19 d和21 d大鼠的肛温、采食量、体增重和血浆皮质酮(CORT)等指标进行检测,结果显示,产前冷应激妊娠大鼠肛温较常温对照组显著降低(P<0.05);在冷应激1d、3d和5d时,妊娠大鼠血浆CORT的含量显著增高(P<0.05),并且随着冷刺激时间的延长,其采食量也随之增大(P<0.05),但是体增重并没有显著变化(P>0.05)。为探究冷应激妊娠大鼠海马对HPA轴调控的影响,采集妊娠第15d、17 d、19 d和21d妊娠大鼠海马组织,对海马组织中MR,GR,脑源性神经营养因子(BDNF),RNA结合基序蛋白3(RBM3)以及HSP70/TLR4/MYD88/NF-κB通路相关蛋白等进行检测,结果显示,冷应激促进产前大鼠海马GR(P<0.01)和MR(P<0.05)蛋白的表达,抑制BDNF蛋白的表达(P<0.05),促进RBM3蛋白的合成(P<0.01),并抑制ERK1/2磷酸化(P<0.05),并通过HSP70/TLR4/MYD88/NF-κB信号转导通路促进NF-κB的活化,并且冷应激妊娠大鼠海马对冷应激响应呈现出时间变化。为探究冷应激对胎盘的影响,本研究采集了妊娠第15d、17 d、19 d和21 d胎盘组织样本,对胎盘中GR,MR,11β-羟基类固醇脱氢酶Ⅱ型(11β-HSD2),HSP70/TLR4/NF-κB通路相关蛋白和Bcl-x L等凋亡相关蛋白进行检测,结果显示,产前冷应激促进胎盘与CORT响应相关蛋白GR(P<0.05),MR(P<0.05)和11β-HSD2(P<0.01)的表达,并且激活胎盘HSP70/TLR4/NF-κB通路,促进炎症反应的发生,与此同时,机体也通过NF-κB的负反馈调控,提高IκBα蛋白表达量(P<0.01)抑制NF-κB的活化,从而抑制炎症反应。为进一步探究产前冷应激对子代的影响,本研究对断奶子代进行了开场(OFT)和高架十字迷宫(EPMT)行为学检测,并采集了血液,海马,肝脏和小肠等样本,对海马中MR,GR,BDNF等蛋白和血清肝功指标(AST,ALT,ALKP)等进行检测,并通过HE染色对肝脏和小肠绒毛进行了观察,结果显示,产前冷应激影响子代HPA轴活性,抑制雄性子代大鼠海马MR(P<0.01)的表达,以及雌性子代大鼠GR的表达(P<0.05);同时,产前冷应激抑制雄性子代大鼠海马BDNF(P<0.05)和胰岛素样生长因子1受体(IGF1R)的表达(P<0.01),并且抑制雄性和雌性子代海马神经元核抗原(NEUN)(P<0.05)和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)(P<0.05)的表达,影响神经元的生长发育;而且,产前冷应激抑制雄性子代海马组织中肾上腺皮质素释放激素受体1(CRHR1)(P<0.01)和γ-氨基丁酸B2受体(GABAB2)(P<0.05)蛋白的表达,导致子代焦虑样行为减少,诱导子代行为异常;降低雄性子代大鼠外周血CD4与CD8淋巴细胞亚群的比值(P<0.01),抑制子代大鼠细胞免疫。此外,产前冷应激诱导子代肝损伤,血清中AST与ALT的比值显著高于常温对照组(P<0.05),ALKP的含量极显著升高(P<0.01)。本研究结果表明,产前冷应激抑制妊娠大鼠海马BDNF的表达,促进RBM3蛋白的合成,并抑制ERK1/2磷酸化;激活HSP70/TLR4/NF-κB信号转导通路促进NF-κB的活化;激活胎盘HSP70/TLR4/NF-κB通路,促进炎症反应的发生;抑制断奶子代大鼠海马神经元的生长发育,诱导子代焦虑样行为减少,并诱导断奶子代肝损伤。