《Aquaculture Reports》：Integrated transcriptomic and proteomic analyses reveal sex-biased molecular regulation in the gonads of
Rana dybowskii with implications for female-biased breeding
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研究人员通过整合转录组学与蛋白质组学分析，表征了Dybowski蛙（Rana dybowskii）雌、雄性腺的性别偏倚分子图谱。在卵巢与睾丸中分别鉴定到4112种与6897种蛋白，其中2118种为差异丰度蛋白（DAPs）。功能富集显示，性别偏倚蛋白主要参与类固
研究人员通过整合转录组学与蛋白质组学分析，表征了Dybowski蛙（Rana dybowskii）雌、雄性腺的性别偏倚分子图谱。在卵巢与睾丸中分别鉴定到4112种与6897种蛋白，其中2118种为差异丰度蛋白（DAPs）。功能富集显示，性别偏倚蛋白主要参与类固醇激素代谢、转录及转录后调控、能量代谢与细胞骨架组织，反映卵巢与睾丸发育中不同的调控与代谢特征。若干性腺发育相关调控因子，包括SF-1、AKR1C1、HPGDS、HDAC2、ADAR与EWSR1，呈现显著性别依赖表达；转录组—蛋白组联合分析显示mRNA与蛋白水平存在部分一致及明显不一致，提示转录后调控的重要贡献。该多组学框架为理解R. dybowskii性别二态性提供基础，并识别可用于两栖动物养殖中雌性偏倚育种策略的候选分子靶标。
研究背景与问题提出
Dybowski蛙（Rana dybowskii）是中国东北具有较高经济价值的两栖物种，其雌蛙干制输卵管作为传统药材“蛙油”（Oviductus Ranae）被视作高档资源，因此雌性个体在养殖产出中价值显著高于雄性。然而该物种性别决定机制复杂，除遗传性别决定（GSD）外，表型性别易受温度等环境因素影响，存在环境性别决定（ESD）尤其是温度依赖型性别决定（TSD）特征，导致人工精准控性别困难。既往研究多停留在单一转录组层面，难以解释表型性别分化与环境诱发性比偏移的功能执行机制。为突破雌性偏倚育种的技术瓶颈，研究人员在已构建染色体水平基因组与转录组基础上，补入蛋白质组学视角，直接刻画功能性效应分子。
主要研究内容与结论意义
研究人员对性成熟雌、雄Dybowski蛙性腺开展DIA（数据非依赖采集）蛋白质组学，并与已发表的转录组数据集进行整合分析。结果显示雌性性腺鉴定蛋白4112种、雄性6897种，两两比较获得2118种差异丰度蛋白（DAPs），其中雌性上调730种、下调1388种，整体呈雄性偏倚蛋白优势。功能上，差异蛋白富集于类固醇激素代谢、转录与转录后调控、能量代谢及细胞骨架组织；关键候选包括SF-1、AKR1C1、HPGDS、HDAC2、ADAR、EWSR1、ZP3等。转录组与蛋白组仅有约58%趋势一致，揭示翻译效率、蛋白稳定性与转录后调控在性别分化中的分层作用。该研究的重要意义在于：首次在R. dybowskii中建立“转录—蛋白”双层性腺二态框架，为早期性别标识分子筛选与雌性偏倚育种提供可验证靶标。
主要关键技术方法
研究人员使用来自辽宁宽甸养殖群体3龄健康雌、雄蛙各3例生物学重复（n=3/组）的性腺样本。技术主线包括：基于液相色谱—高分辨质谱的DIA定量蛋白质组学；FASP酶解与C18脱盐；DIA-NN检索与<1% FDR（错误发现率）过滤；以|log2FC|对应折叠变化>1.5且P<0.05筛选DAPs；GO与KEGG功能富集；蛋白—蛋白互作（PPI）网络模块分析；已有转录组数据的联合九象限与相关分析；选取ZP3、AKR1C1、SF-1、HDAC2、EWSR1、SPDS等候选分子以Western blot独立验证蛋白趋势。
研究结果
3.1 蛋白鉴定与总体蛋白组概览
通过DIA蛋白组学在雌雄性腺中分别识别4112与6897种蛋白，雌性独有201种、雄性独有3114种，显示两性蛋白组高度二态。
3.2 差异丰度蛋白识别
共检出2118种DAPs，雌性以下调为主（1388种），说明雄性偏倚蛋白在量级上占优，聚类分析显示组内重复稳定、组间分离清晰。
3.3 功能富集与通路分析
GO富集集中于结合活性、激素受体互作与细胞分化；KEGG中雌性上调蛋白富集于Hedgehog、TGF-beta信号及萜类降解通路，雄性上调集中于糖鞘脂生物合成。PPI核心模块富集于卵母细胞减数分裂、细胞周期与ATP依赖染色质重塑，提示配子发生与染色质动态协同性别化。
3.4 性腺发育相关关键蛋白
筛选出24个候选，覆盖类固醇生成（AKR1C1、SF-1、HPGDS）、表观与转录后调控（HDAC2、HMGN3、ADAR、EWSR1）、分子伴侣与增殖（HSP90AA1、HSP70、PCNA、PARP1）、细胞骨架与运输（VIM、PFN2、KIF5A、IPO5）及配子发生（ZP3、EZR、CAPN11）。
3.5 Western blot验证
对ZP3、AKR1C1、SF-1、HDAC2、EWSR1、SPDS验证，蛋白趋势与DIA定量一致：ZP3雌性特异，AKR1C1/SF-1/HDAC2/EWSR1呈雄性偏倚积累，证明定量可靠。
3.6 转录组—蛋白组整合
1035个重叠分子，约58.16%趋势一致；一致组中含ZP3、SPDS、PCNA、HSPA2、CAPN11等。SF-1与ADAR出现“转录与蛋白反向”现象，凸显转录后调控层在性腺命运中的权重。
讨论部分总结
讨论指出，AKR1C1在睾丸高表达，可能通过前受体水平调节雄激素可用性，参与雄性分化；SF-1呈现mRNA雌性偏高、蛋白雄性偏高的解偶联，暗示翻译增强或雌性蛋白降解机制在抑制雄性通路。HDAC2可能通过染色质沉默建立性别特异性表观状态；ADAR与EWSR1在雄性蛋白累积，指向RNA编辑与mRNA质量控制在精子发生中的专一性。代谢方面，ACADM（中链酰基辅酶A脱氢酶）雄性上调提示脂肪酸β-氧化供能支持精子尾运动；VIM与KIF5A强化血—睾屏障与胞内运输；SPDS在卵巢上调则可能通过多胺与抗氧化保护长期减数分裂停滞的卵母细胞。
结论部分翻译
本研究整合转录组与蛋白质组分析，表征Dybowski蛙性腺性别二态性。结果表明，性别特异性性腺发育与类固醇激素代谢、表观遗传修饰及转录后过程的差异调控相关，并伴随细胞结构与能量代谢的协同改变。若干参与类固醇生成、RNA加工及细胞骨架组织的调控因子呈现显著性别偏倚丰度模式，提示其在雌雄性腺分化路径中的重要作用。研究为R. dybowskii性腺分化机制提供新分子见解，并为两栖动物养殖中生殖调控与育种改良奠定基础。相较既往单组学，整合多组学更直接桥接转录动态与功能蛋白效应；受限于成体样本，所识分子仍为候选标记，未来需在幼体及变态阶段验证时序动态与诊断精度，并结合体内功能敲除/编辑推动雌性偏倚育种应用。
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