TGF-β1介导的鸡成纤维细胞活化转录组分析揭示木质化胸肌病纤维化机制

为解决木质化胸肌病(WB)中TGF-β1诱导的纤维化机制不明问题，研究人员通过建立TGF-β1刺激的鸡胚成纤维细胞(DF-1)模型，结合RNA-seq技术鉴定出1532个差异表达mRNA，发现PDE10A、ENTPD1等关键靶点调控成纤维细胞-肌成纤维细胞转化(FMT)，为解析WB病理机制提供了新视角。

　　

在现代化肉鸡养殖业中，木质化胸肌病(Wooden Breast, WB)已成为困扰产业发展的重大难题。这种肌肉病变以胸大肌纤维化、质地硬化为主要特征，每年造成全球数亿美元的经济损失。更令人担忧的是，随着肉鸡生长速度的不断优化，WB发病率呈现逐年上升趋势。病理学研究显示，WB患鸡的肌肉组织中存在大量细胞外基质(ECM)异常沉积，其中胶原纤维的过度积累是导致肉质劣化的关键因素。而转化生长因子-β1(TGF-β1)作为最强大的促纤维化细胞因子，其在WB发病过程中的具体作用机制仍不明确。

针对这一科学问题，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所的研究团队在《Poultry Science》发表了创新性研究成果。研究人员采用10 ng/mL TGF-β1处理鸡胚成纤维细胞系DF-1，通过Western blot、qPCR和免疫荧光技术确认了α-SMA、I型胶原等肌成纤维细胞标志物的表达变化，建立了稳定的体外分化模型。随后利用RNA-seq技术进行转录组测序，结合生物信息学分析筛选关键差异基因，并通过PPI网络构建识别核心调控靶点。

研究结果部分：

1. TGF-β1诱导成纤维细胞-肌成纤维细胞分化
   实验证实TGF-β1以剂量和时间依赖性方式上调α-SMA、COL1A1和FN1的表达，免疫荧光显示细胞形态由梭形变为扁平状，α-SMA阳性细胞显著增加。

2. 差异表达mRNA分析
   RNA-seq鉴定出1532个差异表达基因(571个上调，961个下调)，GO分析显示这些基因主要富集在细胞通讯、信号转导等生物过程，以及蛋白结合、钙离子结合等分子功能。

3. KEGG通路富集
   上调基因显著富集于TGF-β信号通路、MAPK信号通路和ECM-受体相互作用等通路，而下调基因则与碱基切除修复(BER)、DNA复制等过程相关。

4. PPI网络与核心基因筛选
   通过STRING数据库构建的蛋白互作网络识别出10个核心基因，包括上调的AMPD3、PDE10A和下调的ENTPD1、NT5C1B等，qPCR验证结果与测序数据一致。

讨论部分深入阐释了研究发现的理论价值：TGF-β1通过抑制碱基切除修复相关基因表达，促进成纤维细胞向分泌ECM的肌成纤维细胞转化；ENTPD1下调可能解除对TGF-β1信号的负调控，加剧纤维化进程；而PDE10A的上调则与人类肺纤维化机制存在保守性。这些发现不仅为理解WB发病机制提供了分子层面的新证据，更为开发靶向干预策略奠定了理论基础。值得注意的是，研究首次在禽类细胞中证实了TGF-β1通过调控嘌呤代谢相关酶类(如ENTPD1)影响纤维化进程，这为跨物种比较纤维化研究提供了重要参考。

该研究的局限性在于尚未对核心基因进行功能验证，且体外模型与体内真实病理环境存在差异。未来研究可结合WB患鸡肌肉组织样本，进一步验证这些靶点在自然发病过程中的表达变化，并通过基因编辑等技术明确其调控机制。这些工作将有助于开发特异性阻断TGF-β1信号过度激活的干预措施，为预防和控制WB提供新思路。