通过全转录组测序技术，鉴定调控公鸡性早熟的HPG轴相关候选基因及ceRNA（竞争性内源RNA）网络

《BMC Genomics》：Identification of candidate genes and ceRNA networks of HPG axis in regulating sexual precocity of roosters by whole transcriptomic sequencing

摘要

背景

鸡的性早熟是一个由下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴调控的重要生物学特征。公鸡的冠羽高度是判断其是否性早熟的指标。然而，性早熟的潜在机制，尤其是在公鸡中的机制，仍需进一步研究。

结果

本研究通过对下丘脑、垂体和睾丸进行全转录组测序，以识别与性早熟相关的候选基因和竞争性内源性RNA（ceRNA）网络。结果显示，性成熟的公鸡具有更发达的睾丸和冠羽，同时促性腺激素释放激素（GnRH）、黄体生成激素（LH）和睾酮的水平也较高。在下丘脑中发现了108个差异表达基因（DEGs）、18个差异表达的长链非编码RNA（DElncRNAs）和54个差异表达的微小RNA（DEmiRNAs）；在垂体中发现了190个DEGs、27个DElncRNAs和45个DEmiRNAs；在睾丸中发现了339个DEGs、48个DElncRNAs和626个DEmiRNAs。值得注意的是，NMRK2和PSMD14在这些组织中均呈共表达，且在性成熟的公鸡中表达量更高。此外，包括PCDH9、RAB3C、MYO5A、SYNE2、ATP8B5和EIF4G1在内的13个基因在下丘脑和垂体中共表达；而包括SMG7、PTPRS、C20ORF194和RNF213在内的17个基因在垂体和睾丸中共表达。蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析确定了性成熟的关键调控基因，包括下丘脑中的MYO5A、NMRK2、AKT3、CREB1和EIF4G1；垂体中的ERBB4、MYO5A、PTPRF和CDK6；以及睾丸中的SRC、PSMD14、UBE2O和PIK3CB。下丘脑中的ceRNA网络TCONS_00062798/TCONS_0008908—gga-miR-206—AKT3通过ErbB和MAPK信号通路调节GnRH的分泌，促进性成熟。垂体中的ceRNA网络circ_02349 0-TCONS_00071970- gga-miR-183/gga-miR-200a-3p/novel-m29153p-CDK6可能通过干扰细胞周期来抑制LH的释放，从而减缓性成熟。在睾丸中，ceRNA网络novel_circ_022575/novel_circ_006317/ENSGALT0 0000076697/ENSGALT00000046820-miR-16-x/gga-miR-16c-5p-SRC通过PPAR、TGF-β和mTOR信号通路调节睾酮的分泌，间接影响GnRH和促性腺激素的释放。

结论

这些发现确定了与公鸡HPG轴性早熟调控相关的候选基因和ceRNA网络，不仅揭示了公鸡性早熟的新机制，还突显了HPG轴中各组织之间的复杂相互作用。