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为探究 XX-DSD 猪性腺发育异常的分子机制，研究人员利用 RNA-seq 和 ATAC-seq 技术分析 1 月龄 XX-DSD 猪、正常雌猪和雄猪的性腺。结果确定了 SOX9 等关键基因，揭示了染色质开放区域的调控作用。这为解析 XX-DSD 猪发病机制提供依据。
在动物养殖领域，猪的健康生长和正常繁殖至关重要。然而，性发育异常（Disorders of Sex Development，DSD）这一问题却给养猪业带来了不小的麻烦。其中，XX-DSD 猪存在诸如不育、生殖器感染以及肉质下降等一系列不良症状，这不仅影响了猪的繁殖性能，还造成了严重的经济损失。目前，虽然对 XX-DSD 猪性腺发育病因的研究有了一定进展，但具体的分子机制依旧模糊不清。为了深入探究这一难题，佛山大学广东省动物分子设计与精准育种重点实验室的研究人员开展了相关研究，他们的研究成果发表在《BMC Genomics》杂志上。
研究人员为了解开 XX-DSD 猪性腺发育异常的谜团，采用了 RNA 测序（RNA-seq）和转座酶可及染色质测序（ATAC-seq）技术。研究选用了 1 月龄的正常雄性猪、正常雌性猪以及 XX-DSD 猪（长白猪 × 约克夏猪杂交后代），采集它们的性腺样本进行实验分析。
研究人员首先对采集的样本进行 RNA 提取、文库构建及测序，对 RNA-seq 数据进行分析。主成分分析（PCA）显示，三组样本的转录组存在明显差异。通过两两比较分析，发现了不同组间的差异表达基因（DEGs）。例如，在正常雌性（FM）与 XX-DSD 猪的比较中，有 348 个 DEGs 上调，1316 个 DEGs 下调。对这些 DEGs 进行基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析，结果表明它们主要参与发育和生殖过程，在 EMC - 受体相互作用、卵巢类固醇生成和 Wnt 信号通路等方面显著富集。通过蛋白质 - 蛋白质相互作用网络（PPI）分析，确定了 CCNB2、FDX1、SOX9 等关键基因。
接着，研究人员进行 ATAC 文库制备和测序，并对数据进行处理分析。PCA 结果显示，正常雌性猪和 XX-DSD 猪的测序数据质量良好，且两组存在差异。研究共鉴定出 14820 个差异可及染色质峰（OCRs），对相关基因进行 GO 和 KEGG 富集分析，发现其在结合、解剖结构发育等功能以及轴突导向、催产素信号通路等方面显著富集。通过基序富集分析，发现 NR5A2、ESRRB 等转录因子可能对 XX-DSD 猪性腺发育至关重要。
随后，研究人员将 ATAC-seq 和 RNA-seq 数据进行关联分析。他们发现，与启动子 OCRs 相关的基因表达水平显著更高，且启动子对正常雌性猪和 XX-DSD 猪的基因表达影响显著。在两者测序结果的交集里，共找到 716 个共同的差异表达基因，其中 141 个基因的启动子区域含有开放染色质区域。对这 141 个基因构建 PPI 网络，确定了 SOX9、COL1A1 等关键基因。GO 富集分析显示，这些基因主要参与解剖结构发育等与生长发育相关的通路。
为了验证 RNA-seq 分析结果，研究人员选取了 DMRT、MGP 和 SOX9 三个关键基因进行逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）实验，结果与 RNA 测序数据的表达模式一致，证实了测序数据的准确性。通过双荧光素酶实验，验证了 SOX9 启动子区域（8647563 - 8648475）具有转录活性，且其活性显著高于阴性对照，表明 ATAC-seq 数据中观察到的染色质可及性直接驱动了 SOX9 的转录激活。
综合上述研究，研究人员得出结论：SOX9、COL1A1、COL1A2、FDX1、COL6A1、HSD3B1、FSHR 和 CYP17A1 等基因在 XX-DSD 猪的性别特征发育中起着关键作用，它们与类固醇激素生物合成、性腺发育和激素反应等通路相关。此外，足迹分析确定了 NR5A2、ESRRB 等六个转录因子在性腺发育异常过程中对基因表达的重要调控作用。
这项研究意义重大，它揭示了 XX-DSD 猪性腺发育异常的关键调控机制，为后续深入研究其发病机理奠定了坚实基础。研究结果有助于养猪业更好地理解和应对 XX-DSD 猪带来的问题，有望通过遗传筛选或干预措施减少此类异常猪只的出现，从而提高养猪业的经济效益。同时，该研究也为其他物种性发育异常相关研究提供了有价值的参考，推动了生命科学领域对性发育机制的进一步探索。
