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为解决猪隐睾症相关遗传机制不明的问题，研究人员开展猪隐睾症全基因组转录组分析研究。结果发现其与提睾肌基因和信号通路异常有关。该研究为理解猪隐睾症发病机制提供新视角，对养猪业意义重大，推荐科研读者阅读。
探索猪隐睾症的神秘面纱：基因背后的秘密
在动物的世界里，繁殖是延续种群的关键环节。对于养猪业来说，健康的小猪崽顺利诞生是养殖户们的希望。然而，有一种先天性缺陷却像隐藏在暗处的 “小怪兽”，时不时地给养猪业带来麻烦，它就是隐睾症（Cryptorchidism）。隐睾症是指雄性动物的一个或两个睾丸及相关结构未能正常下降到阴囊的先天性疾病。这一病症不仅影响动物福利，还会给养殖户带来经济损失，就像一颗 “定时炸弹”，随时可能 “引爆” 养殖过程中的各种问题。
猪隐睾症在养猪场里并不罕见，大约 1 - 2% 的雄性仔猪会受到影响，在一些特定品种中，如汉普夏猪和约克夏猪，发病率甚至更高。由于隐睾症的遗传模式复杂，是由多个基因共同控制的，而且遗传率在 0.26 - 0.32 之间，这使得从猪群中筛选出没有隐睾症的个体变得十分困难。想象一下，养殖户们就像在黑暗中摸索的行者，试图找到一条清晰的道路，却总是被各种复杂的遗传因素所阻碍。
此前，虽然有研究利用高通量技术在猪身上寻找与隐睾症相关的基因区域，但这些研究并没有在 “全基因组转录组” 层面进行深入探索。就好比是在一座巨大的宝藏山中，只找到了一些表面的线索，而宝藏的真正核心还未被发现。为了更深入地了解隐睾症的发病机制，找到那些隐藏在基因背后的 “秘密”，研究人员决定踏上这段充满挑战的科研之旅。
在这场探索之旅中，研究人员来自 作者[第一作者单位]。他们的研究成果发表在《期刊原文名称》上，论文题目为《论文原文标题》。经过一系列的研究，他们发现猪隐睾症的发生可能与提睾肌（cremaster muscle）及其相关基因和信号通路的异常密切相关，而且这一病症在猪身上可能更多地与肌肉和细胞骨架功能障碍有关，而非激素或性腺因素。这一发现就像在黑暗中点亮了一盏明灯，为后续研究指明了方向。
为了完成这项研究，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是基因组转录组分析技术，这就像是一个 “基因探测器”，可以帮助研究人员全面了解基因的表达情况；其次是基因集富集分析（Gene Set Enrichment Analysis，GSEA），它能够找出与隐睾症相关的基因本体（Gene Ontology，GO）术语和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopaedia of Genes and Genomes，KEGG）通路；最后，研究人员还使用了定量逆转录聚合酶链反应（Quantitative Reverse Transcription PCR，RT-qPCR）来验证转录组分析的结果，确保研究数据的准确性。
接下来，让我们一起看看研究人员具体都发现了什么。
1. 转录组测序数据与参考基因组的比对
研究人员对代表隐睾症病例和对照的垂体、提睾肌和睾丸样本构建 cDNA 文库，并进行 Quantseq mRNA-Seq 测序。结果发现，与 Sscrofa11.1 参考基因组比对的 reads 总体比对率约为 85.0 ± 0.5（SE）%，其中 68.5 ± 0.7（SE）% 是唯一比对的 reads ，16.5 ± 0.7（SE）% 的 reads 映射到基因组的多个位置。这些数据就像是基因的 “定位图”，为后续研究提供了重要的基础。
2. 不同组织中转录组的聚类模式
通过对基因表达数据进行分析，研究人员绘制了热图并进行基因聚类分析。他们发现，提睾肌的基因表达数据显示，隐睾症病例和对照之间存在明显的表达模式差异和样本聚类现象。而睾丸和垂体样本的基因表达谱则显示出相似的模式，病例和对照之间没有明显的聚类。这一结果表明，提睾肌在隐睾症的发生过程中可能起着独特的作用，就像一个 “特殊的开关”，控制着隐睾症的发生与否。
3. 隐睾和对照仔猪组织中差异表达的基因
在提睾肌中，研究人员发现了大量差异表达的基因。在 16,073 个表达非零且映射到猪基因组的基因中，有 1225 个基因在隐睾仔猪的提睾肌中呈现出显著差异表达（log?FoldChange = |2.0|，p-adjusted 值≤0.01），其中 818 个基因下调，407 个基因上调。而在垂体和睾丸样本中，未检测到蛋白质编码基因的差异表达。这说明，提睾肌中的这些差异表达基因可能是导致隐睾症发生的关键因素，它们就像一群 “捣乱分子”，扰乱了睾丸正常下降的过程。
4. 基因集富集分析
为了进一步了解这些差异表达基因的功能，研究人员进行了基因集富集分析。结果发现，在隐睾动物的提睾肌中，与 ATP 合成电子传递、氧化磷酸化、肌肉结构发育和肌肉细胞分化等重要生物过程相关的 GO 术语被抑制；同时，TCA 循环、氧化磷酸化、运动蛋白等关键信号通路也受到抑制，而 Wnt 信号通路（Wnt Signaling Pathway，WSP）和 Hippo 信号通路（Hippo Signaling Pathway，HSP）则被显著激活。这一系列的变化就像是一场基因 “风暴”，在隐睾症的发生过程中肆虐，影响着睾丸的正常下降。
5. 基于通路的基因集数据整合与可视化
研究人员利用 R 语言的 Bioconductor 工具集 “pathview” 对富集的通路和差异表达基因数据进行整合。他们发现，Wnt 信号通路虽然整体被激活，但其中的 Wnt11 基因和 Knypek 基因，以及一些 Wnt/Ca2?通道基因（PKC、CaM、CaMKII）在隐睾仔猪的提睾肌中却被下调；运动蛋白通路中的几个关键基因也被下调。这些结果进一步揭示了隐睾症发生过程中基因调控的复杂性，就像一个错综复杂的 “迷宫”，需要研究人员不断探索。
6. Quantseq mRNA - Seq 数据的验证
为了确保研究结果的可靠性，研究人员选取了运动蛋白通路中排名前五的差异表达基因（ACTA1、MYH2、MYL11、MYL1 和 TNNT3），以 RPL19 基因作为内参基因进行 RT-qPCR 验证。结果与 Quantseq mRNA-Seq 数据一致，这些基因在隐睾病例的提睾肌中显著下调。这就像是给研究结果加上了一道 “保险”，让研究人员更加确信他们的发现。
研究人员通过对猪隐睾症的深入研究，发现了提睾肌在隐睾症发生过程中的重要作用，以及相关基因和信号通路的变化。这一研究成果为理解猪隐睾症的发病机制提供了新的视角，就像打开了一扇通往未知领域的大门，让我们对隐睾症有了更深入的认识。同时，也为未来寻找治疗隐睾症的方法，以及通过遗传育种手段减少猪隐睾症的发生奠定了基础，有望帮助养殖户们解决这个长期以来困扰他们的难题，让养猪业能够更加健康、稳定地发展。
不过，研究也存在一些局限性。例如，研究中使用的近亲繁殖方法可能会引入有害的遗传效应；组织采样的时间点可能导致错过早期的转录信号；而且只使用了一只隐睾公猪进行繁殖，这可能会限制研究结果的遗传多样性。但这些局限性并不会掩盖研究的重要性，反而为后续研究指明了方向。未来的研究可以在这些方面进行改进和深入探索，进一步揭开猪隐睾症的神秘面纱，为养猪业的发展提供更有力的支持。
