《Poultry Science》：LncRNA106907 enhances hepatic lipid metabolism via GPAM and is associated with laying performance in chickens
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长链非编码RNA（lncRNAs）已成为哺乳动物脂质代谢的重要调控因子；然而，其在禽类中的生物学作用及分子机制仍在很大程度上有待阐明。为探究肝脏lncRNA在与产蛋性能相关的脂质代谢中的潜在作用，研究人员对高产和低产太行蛋鸡肝组织进行了转录组测序，鉴定出87个
长链非编码RNA（lncRNAs）已成为哺乳动物脂质代谢的重要调控因子；然而，其在禽类中的生物学作用及分子机制仍在很大程度上有待阐明。为探究肝脏lncRNA在与产蛋性能相关的脂质代谢中的潜在作用，研究人员对高产和低产太行蛋鸡肝组织进行了转录组测序，鉴定出87个差异表达lncRNA（DELs）和264个差异表达基因（DEGs）。这些DEGs，包括MSMO1、NSDHL、FADS2、PLIN2和GPAM，显著富集于脂质代谢相关通路，提示肝脏脂质生物合成在蛋鸡产蛋过程中具有潜在重要性。在DELs中，ENSGALT00000106907（lncRNA106907）在高产母鸡中显著上调，并与甘油三酯合成限速酶GPAM呈正向表达相关。白来航雄性肝癌细胞（LMH）中的功能实验表明，过表达lncRNA106907或GPAM均可增强细胞内甘油三酯（TG）和总胆固醇（TC）积累，增加脂滴含量，并改变多个脂质代谢相关基因的表达，而敲低则产生相反效应。此外，lncRNA106907对GPAM表达具有正向促进作用，支持lncRNA106907与GPAM在肝脏脂质代谢中存在功能关联。综上，研究结果鉴定出lncRNA106907是一种新的胞质lncRNA，其可通过GPAM参与肝脏脂质沉积，并为鸡中lncRNA介导的脂质代谢调控提供了新的见解。
该研究发表于《Poultry Science》，聚焦于蛋鸡产蛋性状背后的肝脏脂质代谢调控机制，尤其关注长链非编码RNA（lncRNA）在禽类肝脏中的功能。鸡肝脏是脂肪酸从头合成、甘油三酯装配及卵黄前体生成的核心器官，其代谢状态直接关系到卵泡生长、卵黄沉积以及最终产蛋表现。尽管下丘脑-垂体-卵巢轴（HPO轴）是经典的生殖调控中心，但越来越多证据显示，肝脏在维持高水平产蛋中同样不可替代。然而，当前对禽类肝脏lncRNA的研究仍主要停留在表达谱描述层面，关于其如何调节生理性脂质代谢、进而影响产蛋性能的分子机制，仍缺乏系统功能证据。基于这一背景，研究人员以高产与低产太行鸡为材料，结合转录组分析与细胞功能实验，筛选并验证与肝脏脂质代谢和产蛋性能相关的关键lncRNA，最终锁定lncRNA106907及其关联靶基因GPAM。研究结果表明，lncRNA106907在高产鸡肝脏中显著上调，主要定位于细胞质，可正向促进GPAM表达，并增强肝细胞内TG、TC及脂滴积累，从而参与肝脏脂质合成调控。该研究不仅扩展了禽类lncRNA功能研究的范围，也为理解肝脏代谢与产蛋性能之间的分子联系提供了新的候选调控轴。
在技术路线方面，研究人员选取同一群体中42周龄累计产蛋数位于上四分位和下四分位的太行鸡，各随机取3只肝组织进行链特异性转录组测序；采用HISAT2、StringTie、CPC2、CNCI、PLEK及PfamScan进行比对、转录本组装与lncRNA鉴定，并用DESeq2筛选差异表达转录本，结合GO和KEGG开展功能富集及cis/trans靶基因预测。随后在LMH细胞中实施过表达与siRNA干扰，联合RT-qPCR、核质分离定位、免疫荧光、油红O染色以及细胞内TG、TC检测，对lncRNA106907及GPAM的功能进行验证。
一、Genome-wide identification of differentially expressed lncRNAs and their putative target genes in chicken liver
研究人员构建了高产组（H）和低产组（L）太行鸡肝组织的6个RNA-seq文库，以比较两组间lncRNA与mRNA表达谱差异。结果显示，两组肝脏lncRNA表达模式存在明显分离，说明与产蛋水平相关的转录调控差异客观存在。进一步分析鉴定出87个差异表达lncRNA，其中包括40个已知lncRNA和47个新lncRNA；同时筛选出264个差异表达基因，其中216个为蛋白编码基因。通过cis与trans联合预测，共获得2,715个lncRNA潜在靶基因，其中165个蛋白编码差异基因可被差异lncRNA靶向，提示高低产鸡肝脏中大量蛋白编码基因表达变化可能受lncRNA调控。该部分通过全转录组差异分析与靶基因预测，建立了产蛋性状相关肝脏lncRNA-基因调控网络的基础框架。
二、Functional enrichment analysis of DEGs
为明确差异基因所涉及的生物学过程，研究人员对DEGs进行了GO和KEGG富集分析。GO生物过程（BP）结果显示，差异基因显著富集于sterol metabolic process、steroid metabolic process、lipid metabolic process、lipid biosynthetic process、cholesterol metabolic process、steroid biosynthetic process和phospholipid metabolic process等脂质代谢相关条目。KEGG分析进一步发现，显著富集通路包括steroid biosynthesis、fatty acid metabolism、PPAR signaling pathway和adipocytokine signaling pathway等。MSMO1、FASN、FDPS、SQLE、NSDHL、PLIN2、ANGPTL4等脂质代谢相关基因在高产组显著上调。该部分结果说明，高产太行鸡肝脏中脂质合成与代谢活动更为活跃，为其较高产蛋表现提供了代谢基础。
三、Functional enrichment of lncRNA target genes
在差异lncRNA潜在靶基因层面，研究人员进一步分析lncRNA可能参与的功能通路。GO富集表明，靶基因涉及脂质生物合成、磷脂生物合成、磷脂代谢及类固醇生物合成等过程；KEGG富集则显示显著通路包括peroxisome、PPAR signaling pathway和glycerolipid metabolism等。特别是在脂质代谢相关富集通路中，CYP51A1、DHCR24、DHCR7、FDFT1、HSD17B7、LSS、MSMO1、NSDHL、SC5D、SQLE、ANGPTL4、FADS2、PLIN2、GPAM等基因均在高产组显著上调。该结果说明，差异lncRNA很可能通过调控脂质代谢相关DEGs，参与蛋鸡肝脏脂质代谢重塑。
四、Validation of DEGs and DELs by RT-qPCR
研究人员选取部分DEGs和DELs进行RT-qPCR验证，结果与RNA-seq所得表达趋势完全一致。该部分通过实验验证确认了转录组测序数据的可靠性，为后续候选lncRNA的深入功能研究提供了方法学支撑。
五、Gene structure, expression pattern, coding potential, and subcellular localization of lncRNA106907 and GPAM
在候选分子筛选后，研究人员重点解析lncRNA106907及GPAM的特征。PCR扩增和Sanger测序证实lncRNA106907全长为1,077 bp，位于6号染色体，由5个外显子组成。组织表达谱显示，lncRNA106907与GPAM均主要在肝脏中高表达，而在心、脾、肺和肾中表达较低。高低产组比较结果进一步表明，两者在高产鸡肝脏中均显著高表达。CPC2分析显示lncRNA106907编码潜能评分为0.0779，支持其非编码属性。lncLocator预测、核质分离RT-qPCR和免疫荧光结果共同表明，lncRNA106907主要定位于细胞质。该部分说明lncRNA106907具备肝脏特异相对高表达、与GPAM共表达以及胞质定位等特征，支持其作为脂质代谢调控lncRNA的候选地位。
六、Functional role of lncRNA106907 in regulating TG, TC, and lipid droplet accumulation, and its effects on lipid metabolism genes
为验证lncRNA106907的功能，研究人员在LMH细胞中进行过表达和siRNA干扰实验。结果显示，过表达lncRNA106907可显著提高细胞内TG和TC含量，并增加油红O染色显示的脂滴积累；相反，敲低lncRNA106907则显著降低TG、TC及脂滴含量，表明其对肝细胞脂质沉积具有正向调节作用。分子层面上，lncRNA106907过表达可显著上调FASN、LPIN1、DGAT2、APOB、MTTP和PPARα等脂质代谢相关基因，而敲低则导致LPIN1显著下降，并抑制DGAT2、FASN、SREBF1、ACLY、APOB、MTTP、PPARα和ACACA表达。该部分说明lncRNA106907可广泛增强脂质代谢相关转录程序，并促进肝细胞脂质积累。
七、LncRNA106907 positively associated with GPAM expression
为判断GPAM是否为lncRNA106907的功能相关靶点，研究人员检测了扰动lncRNA106907后GPAM的表达变化。结果发现，过表达lncRNA106907可显著提高GPAM mRNA水平，而敲低lncRNA106907则降低GPAM表达；免疫荧光结果也支持这一变化趋势。该部分直接证明lncRNA106907与GPAM之间存在正向表达关联，支持二者在肝脏脂质代谢调控中的功能耦联。
八、Functional role of GPAM in lipid metabolism and gene regulation
研究人员进一步在LMH细胞中独立评估GPAM功能。结果表明，GPAM过表达可显著增加TG、TC和脂滴积累，而敲低GPAM则产生相反效应。与此同时，GPAM过表达显著上调DGAT2、ACLY、PPARA，并提高LPIN1、FASN、SREBF1、APOB和MTTP表达；GPAM敲低则显著抑制LPIN1、FASN及其他多种脂质代谢基因。该部分表明，GPAM不仅促进甘油三酯积累，也作为脂质代谢通路中的关键调控节点发挥作用。由于GPAM扰动所引发的分子与表型变化与lncRNA106907高度相似，因此进一步强化了lncRNA106907-GPAM调控轴的功能联系。
讨论部分总结
论文讨论指出，蛋鸡肝脏脂质代谢对维持产蛋至关重要，而lncRNA作为基因表达调控因子，可能是连接肝脏代谢与产蛋性能的重要分子层。该研究从高低产太行鸡肝脏转录组中筛得lncRNA106907，并通过细胞实验表明其能够促进脂质积累及脂质代谢相关基因表达。GPAM作为甘油脂合成初始承诺步骤中的关键酶，在该研究中既与lncRNA106907呈正相关，又在功能上重现了lncRNA106907的主要效应，因此lncRNA106907-GPAM轴可能参与鸡肝细胞脂质代谢调控。作者同时指出，lncRNA106907主要定位于细胞质，提示其更可能通过转录后机制发挥调控作用。需要注意的是，论文明确强调，lncRNA106907调控GPAM的具体机制仍未被直接证明，诸如影响mRNA稳定性、充当竞争性内源RNA（ceRNA）或结合RNA结合蛋白等解释目前仍属于待验证方向。此外，本研究的功能实验主要基于LMH细胞，尚不能完全涵盖体内卵黄前体分泌、转运、卵巢摄取及内分泌调节等复杂过程；RNA-seq样本量也较小，因此后续仍需更大群体验证和体内功能研究。
研究结论翻译
综上所述，该研究鉴定出lncRNA106907是鸡肝脏脂质代谢的新型调控因子，并支持lncRNA106907与GPAM之间存在调控关联。这些发现加深了对鸡肝脏脂质生物合成分子基础的理解，并提示一种由lncRNA介导、可能参与与产蛋性能相关肝脏脂质代谢过程的调控通路。除提供基础生物学认识外，该研究也为未来评估lncRNA106907和GPAM是否可作为提升家禽产蛋性能的候选生物标志物或分子靶点奠定了基础。
