多组学技术揭示了麝鼠（Ondatra zibethicus）睾丸调控的麝香分泌遗传机制

《BMC Genomics》：Multi-omics unravels testis-regulated genetic mechanism of musk secretion in muskrat (Ondatra zibethicus)

　　

摘要

背景

在气味分泌期间，成年雄性麝鼠（Ondatra zibethicus）会散发出类似森林麝鹿（Moschus berezovskii）的麝香气味。然而，麝鼠气味分泌的机制至今仍不十分清楚。研究通过转录组学和代谢组学方法，分析了2岁麝鼠在非分泌期和分泌期的气味腺及睾丸组织，以确定与气味分泌相关的关键基因、代谢物及信号通路。

结果

主要研究发现包括：（1）两个时期中，气味腺和睾丸的组织结构存在显著差异。（2）在气味腺中，共鉴定出15个候选基因，它们主要通过类固醇生物合成、不饱和脂肪酸合成、甘油酯代谢、胆固醇代谢以及醛固酮调控的钠重吸收途径来调控主要麝香成分的形成。（3）在睾丸中，鉴定出7个关键基因，它们通过类固醇激素生物合成、GnRH信号传导、雌激素信号传导、催乳素信号传导、胆固醇代谢以及醛固酮的合成与分泌途径来调控麝鼠的性激素合成与作用，进而控制麝香的分泌。（4）转录组学和代谢组学关联分析表明，胆固醇代谢、不饱和脂肪酸生物合成以及脂肪酸代谢途径在调控气味分泌过程中起着关键作用。此外，在气味分泌期间，睾丸通过Itpr1、Plcb2和Prkca基因提高磷脂乙醇的水平，进而通过GnRH信号传导和催乳素信号传导途径影响气味腺中脂肪酸和胆固醇的运输与生物合成过程。同时，睾丸还通过类固醇激素生物合成途径中的Cyp11a和Hsd11b2基因调控气味腺中Hsd17b3和Cyp3a基因的表达，从而促进气味腺中胆固醇向甾醇和类固醇的转化。

结论

本研究发现，睾丸通过GnRH信号传导、催乳素信号传导以及类固醇激素生物合成途径，借助Itpr1、Plcb2、Prkca、Hsd11b2和Cyp11a等基因，调控麝鼠气味腺中关键成分的合成与运输。