牦牛附睾不同部位 N6- 甲基腺苷（m6A）特征分析

为探究附睾中 m6A 修饰情况，研究人员对牦牛附睾头、体、尾的 m6A 水平及相关基因进行分析。发现附睾体 m6A 水平最高，不同区域差异甲基化 RNA 富集于精子成熟相关通路，为揭示精子成熟机制及男性不育提供新视角。

　　

在生命的孕育旅程中，精子的成熟过程宛如一场精密编排的舞蹈，而附睾作为这场舞蹈的重要舞台，其背后的分子调控机制一直是生殖领域的研究热点。RNA 修饰作为基因表达调控的 “暗线”，尤其是 N⁶- 甲基腺苷（m⁶A）这种哺乳动物中最常见的 RNA 修饰，已被证实参与细胞发育、 gametogenesis 等多种生理过程。然而，在附睾这个精子成熟的关键场所，m⁶A 修饰的全景图谱及其对精子成熟的调控作用却一直笼罩在迷雾之中。已有的研究发现，附睾中微小非编码 RNA 的含量在精子成熟过程中发生显著变化，暗示表观遗传修饰可能扮演着重要角色，但 m⁶A 修饰的具体情况却无人涉足。解开这一谜团，不仅能揭示精子成熟的深层机制，更可能为男性不育的诊断和治疗打开新的窗口。

为了填补这一研究空白，中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所（甘肃省牦牛繁育重点实验室、农业农村部青藏高原动物遗传育种重点实验室）的研究人员联合海北州畜牧科技示范园管理委员会，开展了牦牛附睾 m⁶A 修饰的系统性研究。这项研究成果发表在《BMC Genomics》上，为理解附睾功能和精子成熟的表观遗传调控提供了关键数据。

研究人员主要采用了甲基化 RNA 免疫沉淀测序（MeRIP-seq）和 RNA 测序（RNA-seq）两项核心技术。他们从 6 头 4 岁健康雄性牦牛中采集附睾头、体、尾组织，通过组织学染色观察不同区域的结构差异，并利用 m⁶A 定量检测试剂盒测定各区域的 m⁶A 水平。随后，通过高通量测序和生物信息学分析，识别差异甲基化区域和基因，并结合功能富集分析探讨其生物学意义。

组织结构与 m⁶A 水平分布

组织学观察发现，附睾头的小管密集且管径较大，附睾体的管壁较厚、上皮细胞数量多，附睾尾则以高精子密度为特征，承担储存功能。m⁶A 水平检测显示，附睾体的 m⁶A 含量显著高于头和尾，且附睾体中 m⁶A “读者”（如 YTHDF2、YTHDC1）和 “ writers”（如 METTL14、WTAP）相关基因表达上调，而 “ erasers”（FTO、ALKBH5）基因表达下调，提示附睾体中 m⁶A 的动态平衡偏向于甲基化积累。

不同区域 m⁶A 修饰差异分析

MeRIP-seq 结果显示，附睾头和尾的 m⁶A 峰值数量较多，但分布特征相似，均主要集中在 mRNA 的外显子和 3'- 非翻译区（3'-UTR），且具有典型的 “RRACH” 保守基序。对比分析发现，附睾体与头的差异甲基化 RNA（DMR）富集于间隙连接、ErbB 信号通路和 mTOR 信号通路，这些通路与细胞通讯和精子成熟密切相关；而附睾尾与体的 DMR 则富集于细胞凋亡、FoxO 信号通路和 PI3K-Akt 信号通路，涉及精子自噬、氧化应激等过程。

基因表达与 m⁶A 修饰的关联

RNA-seq 分析筛选出大量差异表达基因（DEGs），结合 m⁶A 数据发现，部分关键基因如 YY1-associated factor 2（YAF2）、forkhead box J2（FOXJ2）和 forkhead box O1（FOXO1）的 m⁶A 水平显著变化，但 RNA 表达量无差异，提示 m⁶A 修饰可能在翻译水平调控这些基因，进而影响精子成熟。qRT-PCR 验证了部分基因的表达趋势，与测序结果一致。

研究结论与意义

本研究首次绘制了牦牛附睾不同区域的 m⁶A 修饰图谱，发现附睾体是 m⁶A 修饰的核心区域，其高甲基化状态可能通过调控间隙连接、mTOR 等信号通路促进精子成熟，而附睾尾的低甲基化状态则与精子的储存和功能维持相关。研究还识别出 YAF2、FOXJ2、FOXO1 等关键基因，揭示了 m⁶A 修饰在翻译水平调控精子成熟的新机制。这些发现不仅丰富了附睾表观遗传学的研究内容，也为深入理解男性不育的分子机制提供了新靶点，有望为相关疾病的诊断和治疗策略开发提供理论依据。此外，牦牛作为青藏高原的重要经济动物，其生殖调控研究也为 livestock 遗传改良和繁殖效率提升提供了参考。

这项研究通过多组学技术的整合，系统解析了附睾 m⁶A 修饰的时空分布规律及其与精子成熟的关联，为生殖生物学领域开辟了新的研究方向。未来，进一步探究 m⁶A 修饰相关酶的动态调控机制及跨物种保守性，将有助于全面揭示精子成熟的表观遗传网络，为人类生殖健康和动物繁殖技术的发展奠定更坚实的基础。