单核RNA测序揭示蒙古马乳腺发育动态与细胞异质性：从幼驹到成年母马的分子图谱

本研究通过单核RNA测序(snRNA-seq)技术解析蒙古马乳腺在6月龄(6M)、2岁(2Y)、4岁泌乳期(L)和4岁非泌乳期(NL)四个关键发育阶段的细胞异质性，鉴定出8种主要细胞类型，揭示TGF-β和VEGF信号通路在乳腺重塑中的核心作用，为提升马乳产量和乳腺健康管理提供分子靶点。

　　

蒙古马以其高蛋白、低脂肪的优质马奶闻名，是内蒙古和中亚地区传统乳制品的重要来源。然而，相较于奶牛等经济畜种，马乳腺发育的分子机制研究长期滞后。传统研究多集中于啮齿类或人类乳腺肿瘤模型，而马乳腺独特的生理特性和经济价值尚未得到充分挖掘。随着单细胞技术的发展，解析乳腺组织在发育、泌乳和退化过程中的细胞动态成为可能，这对优化马乳生产和乳腺健康管理具有重要价值。

西北农林科技大学Halima Jafari团队在《Journal of Dairy Science》发表研究，首次采用单核RNA测序(snRNA-seq)技术构建蒙古马乳腺发育图谱。研究采集6M、2Y、L和NL四个阶段的乳腺组织，通过碘克沙醇梯度法分离细胞核，利用10x Genomics平台构建文库，Illumina NovaSeq X Plus测序，经Seurat和Monocle2等生物信息学分析，结合HE染色验证组织结构。

主要结果

数据生成与细胞注释

测序28,287个高质量核转录组，鉴定8类细胞：基底肌上皮细胞(BME)、管腔分泌细胞(LSE)、管腔激素感应细胞(LHS)、成纤维细胞(FB)、内皮细胞(EC)、巨噬细胞(MPH)、T细胞和B细胞。泌乳期LSE细胞占比最高（11,136个核），体现功能特化。

上皮细胞动态演变

伪时序分析揭示三条分化分支：BME高表达TP63和MYLK维持基底特性；LHS富集ESR1参与激素响应；LSE特异性表达CSN1S1驱动乳汁合成。2Y阶段关键基因ERBB4和SLC12A2表达峰值提示青春期重塑。

组织学与分子关联

HE染色显示6M仅见原始导管结构，2Y出现完整双层上皮，泌乳期腺泡密集扩张。免疫组化验证SLPI在LSE的抗炎作用及TAGLN在BME的收缩功能。

细胞互作网络

CellChat分析发现：

• •

  TGFβ通路在非泌乳期主导，巨噬细胞通过TGFBR1/2调控上皮重塑；

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  VEGF通路在泌乳期激活，VEGFC-VEGFR3促进血管生成以支持营养输送。

讨论与意义

该研究系统描绘了马乳腺发育的分子路线图：

1. 1.

   临床价值：发现NRG1和SORBS1等跨阶段表达基因可作为乳腺功能标记物；

2. 2.

   产业应用：TGFβ通路调控为预防乳腺退化提供靶点，VEGF干预或提升泌乳效率；

3. 3.

   理论突破：证实马与啮齿类乳腺基质差异（胶原基质vs脂肪基质），填补大型哺乳动物研究空白。

这项成果不仅为马乳业发展提供分子育种依据，其跨物种比较分析也为人类乳腺病理研究提供新视角。研究揭示的干细胞分化轨迹和免疫-上皮互作机制，对理解乳腺生理与疾病具有普适意义。