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miR-210a-5p通过靶向RASL11B/Raf/MAPK通路调控蛋鸡子宫衰老的整合转录组学研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月24日 来源:Journal of Animal Science and Biotechnology 6.5
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为解决蛋鸡子宫衰老导致的蛋品质下降和繁殖性能衰退问题,研究人员开展mRNA-seq与miRNA-seq整合分析研究,发现miR-210a-5p通过靶向RASL11B抑制Raf/MAPK通路激活,从而延缓子宫上皮细胞衰老和炎症反应。该研究为延长家禽繁殖寿命提供了新靶点和干预策略。
随着蛋鸡养殖业的发展,如何维持高龄蛋鸡的产蛋品质和繁殖性能已成为行业面临的重大挑战。其中,子宫作为蛋壳形成的关键部位,其年龄相关的功能退化直接导致蛋壳变薄、强度下降,造成巨大的经济损失。尽管已知子宫衰老与细胞衰老、氧化应激和激素变化等多种因素有关,但其分子机制尚未明确,缺乏有效的干预靶点。
为系统解析蛋鸡子宫衰老的调控机制,中国农业大学与四川农业大学的研究团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》上发表了一项整合转录组学研究。该研究通过mRNA测序(mRNA-seq)和microRNA测序(miRNA-seq)技术,结合体外功能实验,揭示了一个新的miRNA–mRNA调控轴在子宫衰老中的关键作用,为延缓家禽生殖系统衰老提供了重要理论依据。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:采集350、500和700日龄京粉6号蛋鸡子宫组织,进行组织形态学与免疫组化分析;通过mRNA-seq和miRNA-seq技术筛选差异表达基因和miRNA;利用双荧光素酶报告基因实验验证miRNA与靶基因的互作关系;建立原代子宫上皮细胞(UEC)培养模型,进行功能获得与缺失实验;采用Western blot、SA-β-gal染色和ELISA等技术检测细胞衰老与炎症表型。
研究首先证实,随着蛋鸡日龄增长,蛋壳厚度和强度显著下降,输卵管重量和长度减少。组织学分析显示子宫上皮出现腺体萎缩、排列紊乱等衰老特征。免疫组化显示Lamin B表达下降而p53表达上升,qPCR结果显示衰老标志物p21、p53以及炎症因子IL-6、IL-8的mRNA水平随年龄增加而升高,表明子宫在后期产蛋期表现出明显的衰老表型。
mRNA-seq分析发现,350日龄与500日龄之间基因表达变化最为显著,提示这一阶段是子宫衰老的关键时期。衰老相关基因(如TP53、ATM)表达上调,而细胞周期和线粒体功能相关基因表达下调。衰老相关分泌表型(SASP)基因在500和700日龄显著上调。GO和KEGG富集分析显示,核糖体通路、氧化磷酸化、细胞粘附、MAPK信号通路等与衰老过程密切相关。
miRNA-seq分析表明,在350至500日龄间,下调的miRNA数量多于上调的miRNA。共有10个miRNA在所有时间点均差异表达,其中7个下调、1个上调。靶基因预测显示这些miRNA参与调控剪接体复合物、细胞骨架结构等细胞组分,以及间隙连接、MAPK信号等通路。
整合分析发现,235个差异表达基因同时是差异表达miRNA的预测靶基因,这些基因富集于细胞粘附、MAPK信号和炎症通路。其中,miR-210a-5p表达随年龄下降,而其预测靶基因RASL11B表达上升。双荧光素酶报告实验证实miR-210a-5p可直接结合RASL11B的3'非翻译区(3' UTR),抑制其表达。
在原代子宫上皮细胞中,抑制miR-210a-5p可上调p16、p21、p53表达,增加SA-β-gal阳性细胞比例,并促进炎症因子IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α的表达和分泌;而过表达miR-210a-5p则表现相反效应,说明其具有抑制细胞衰老和炎症的作用。
敲低RASL11B可下调p16、p21、p53,减少SA-β-gal活性和炎症因子表达;而过表达RASL11B则促进衰老和炎症表型,表明RASL11B是一个促衰老因子。
机制研究表明,RASL11B knockdown可降低B-Raf、MEK和ERK的磷酸化水平,抑制MAPK通路激活,从而减轻衰老表型;而抑制miR-210a-5p可逆转这一效应。使用Raf抑制剂Sorafenib处理也可抑制MAPK活性和细胞衰老,且RASL11B过表达可部分逆转Sorafenib的效应。这些结果说明miR-210a-5p通过靶向RASL11B抑制Raf/MAPK信号通路,从而延缓子宫上皮细胞衰老。
研究结论表明,miR-210a-5p/RASL11B/MAPK信号轴是调控蛋鸡子宫上皮细胞衰老的关键通路。miR-210a-5p通过抑制RASL11B表达,阻断MAPK通路激活,进而降低衰老标志物表达和炎症反应,延缓子宫功能退化。该研究不仅深化了对家生殖系统衰老分子机制的理解,也为通过靶向这一信号轴延长蛋鸡繁殖寿命提供了潜在策略,对家禽养殖业的可持续发展具有重要意义。
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