《Italian Journal of Animal Science》：Transcriptomic profiling reveals differential muscle development and metabolic regulation in male Xizang sheep subjected to surgical vs. GnRH-immunocastration
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本文通过转录组学分析对比了外科手术去势与GnRH免疫去势对雄性西藏绵羊最长背肌的影响。研究发现，两种方法均能达到有效去势效果，但GnRH免疫去势可能通过上调ASS1、FHL3、CCL21、FNDC1等基因，以及激活细胞外基质（ECM）-受体相互作用和谷胱甘肽代谢等通路，更有益于肌肉生长速率、肉质改善和抗氧化能力。该研究为理解免疫去势技术在畜牧生产中的应用及其改善肉用性能的分子机制提供了新见解。
引言
去势是调控家畜繁殖并改善肉质（如减轻膻味、提高嫩度）的常用手段。传统的外科去势存在动物福利问题。促性腺激素释放激素（GnRH）免疫去势被视为一种有效的替代方案，既往研究表明该技术不仅能实现去势效果，还能提升羊的生长性能，但其背后的分子机制尚不清楚。西藏绵羊是中国主要绵羊种群之一，适应高原环境，但存在生长缓慢等问题。季节性发情导致的睾酮水平剧烈波动会抑制肌肉沉积效率，而去势技术可以调节能量分配模式，将营养从繁殖消耗重新导向肌肉生长。
材料与方法
本研究选用六月龄、体重相近的健康雄性西藏绵羊，随机分为三组：完整对照组（EM）、外科去势组（ORC）和GnRH免疫去势组（IM），每组10只。GnRH疫苗通过化学合成制备，并与卵清蛋白（OVA）偶联。ORC组在预饲期第一天接受外科手术。IM组在正饲期第一天于颈部皮下注射2 mL GnRH乳化抗原（含100 μg TDK），并在第56天进行相同剂量的加强免疫。整个试验期为112天。试验结束时，每组随机选取5只羊，采集血清测定卵泡刺激素（FSH）水平以验证去势效果，并采集最长背肌（背最长肌）组织样品。部分样品用于肌肉纤维直径和横截面积的测量，部分用于RNA提取和后续的转录组测序分析。RNA测序在Illumina NovaSeq 6000平台上进行，使用羊参考基因组进行比对，并利用DESeq进行差异表达基因（DEGs）分析（阈值设定为|log2Fold Change| ≥ 0.5且p< 0.05）。通过Gene Ontology（GO）和Kyoto Encyclopaedia of Genes and Genomes（KEGG）通路分析探讨差异基因的功能。
结果
不同去势技术对血清卵泡刺激素水平的影响
在正饲期第112天，ORC组血清FSH水平显著升高，而IM组则显著降低，表明本研究中应用的两种去势方法均有效。
不同去势方法对背最长肌组织的影响
尽管各组间肌肉纤维直径和面积无显著差异，但IM组的测量值均大于EM和ORC组，提示GnRH免疫去势可能促进雄性西藏绵羊的肌肉发育。
RNA测序评估与基因表达定量
测序产生了高质量数据，Q30碱基百分比均超过94%，与参考基因组的比对效率在89.75%到92.32%之间，表明测序深度和质量足够用于后续分析。基因表达定量显示了样本间良好的相关性。
差异表达分析
EM组与ORC组比较： 共鉴定出936个差异表达基因（DEGs）。其中，ORC组中HADHB、MAFF和HK2基因的表达显著下调，而FoxO6和GADD45A基因显著上调。GO分析显示DEGs富集于细胞过程、代谢过程、生物调节等功能类别。KEGG通路分析发现，化学致癌作用-活性氧（ROS）通路和氧化磷酸化通路显著富集。
EM组与IM组比较： 共鉴定出416个DEGs。其中，IM组中ASS1、FHL3、CCL21、FNDC1和PTGES基因的表达显著上调。KEGG通路分析表明，细胞外基质（ECM）-受体相互作用通路和谷胱甘肽代谢通路显著富集。
ORC组与IM组比较： 共鉴定出1295个DEGs。其中，IM组中IL17RA、FAM65B和MYO18B基因的表达显著上调，而Slc25a17、PDE4B、MKL1、CDH1和SGK1基因显著下调。KEGG通路分析显示，氧化磷酸化、补体和凝血级联以及组氨酸代谢等通路显著富集。
讨论
外科去势对肌肉基因表达的影响
与EM组相比，ORC组中HADHB（参与脂肪酸β-氧化）、MAFF（与肉质嫩度相关）和HK2（糖酵解关键酶）的下调，以及抗氧化相关基因FoxO6的上调，提示外科去势可能降低了肌肉的氧化和糖酵解相关基因表达，同时增强了肌肉的抗氧化能力。KEGG分析中化学致癌作用-ROS通路和氧化磷酸化通路的富集，进一步支持外科去势可能影响肌肉的能量代谢和脂肪沉积。
GnRH免疫去势对肌肉基因表达的影响
与EM组相比，IM组中多个基因的上调具有积极意义：ASS1参与氨基酸代谢；FHL3作为快肌纤维特征基因，其上调可促进肌纤维增粗和肌肉肥大；CCL21和PTGES参与炎症反应与组织修复；FNDC1是新的生肌调节因子。同时，ECM-受体相互作用通路与肌纤维附着、生长发育密切相关，谷胱甘肽代谢通路作为主要抗氧化途径，有助于维持细胞氧化还原稳态。这些发现表明，GnRH免疫去势可能对雄性西藏绵羊的肉质、肌肉生长速率和抗氧化特性产生有益影响。
GnRH免疫去势相对于外科去势的优势
与ORC组相比，IM组中IL17RA（免疫调节）、FAM65B（促进肌细胞分化）和MYO18B（肌原纤维生成关键）的上调，以及Slc25a17、PDE4B、MKL1、CDH1和SGK1等基因的下调，结合补体和凝血级联、组氨酸代谢等通路的富集，提示GnRH免疫去势可能不仅促进肌肉生长，还有助于增强免疫力和疾病抵抗力。
结论
本研究通过转录组学分析揭示，外科去势和GnRH免疫去势均能有效实现去势，但两者对肌肉组织基因表达的影响模式不同。外科去势可能主要通过调节代谢和抗氧化相关基因来影响肉质。而GnRH免疫去势则可能通过上调与肌肉生长、修复、免疫调节相关的基因（如FHL3、FNDC1、IL17RA等），并富集于ECM-受体相互作用、谷胱甘肽代谢等通路，从而在改善肌肉生长性能、肉质和抗氧化能力方面展现出潜在优势。与外科去势相比，GnRH免疫去势还可能增强机体的免疫和抗病能力。这些发现为GnRH免疫去势技术在西藏绵羊养殖中的应用提供了分子层面的依据，但鉴于本研究样本量有限，其具体作用机制仍需进一步深入探究。
