藏西北绒山羊子宫内膜容受性相关基因和可变剪接事件的综合分析

doi:10.12307/2025.010

中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (7): 1429-1436.doi: 10.12307/2025.010

• 细胞相关实验/试验研究Cell related experimental/trial studies • 上一篇下一篇

藏西北绒山羊子宫内膜容受性相关基因和可变剪接事件的综合分析

德吉1，索朗达1，魏宇辰2，王斌2，阿旺措吉1，仁青措姆1，崔久增3，张磊3，巴贵1

1西藏自治区农牧科学院畜牧兽医研究所，西藏自治区拉萨市 850009；2西北农林科技大学动物医学院，陕西省杨凌示范区 712100；3西北农林科技大学动物科技学院，陕西省杨凌示范区 712100

收稿日期:2023-07-12 接受日期:2024-01-20 出版日期:2025-03-08 发布日期:2024-06-27
通讯作者: 巴贵，助理研究员，西藏自治区农牧科学院畜牧兽医研究所，西藏自治区拉萨市 850009
作者简介:德吉，女，1987年生，西藏自治区那曲市人，藏族，助理研究员，主要从事绒山羊遗传育种与繁殖研究。
基金资助:
西藏自治区自然科学基金项目(XZ202101ZR0063G)，项目负责人：巴贵；“十四五”重大科技专项——西藏自治区科技计划项目(XZ202101ZD0001N)，项目负责人：索朗达、巴贵、德吉

Comprehensive analysis of genes related to endometrial receptivity and alternative splicing events in northwest Tibetan cashmere goats

De Ji1, Suo Langda1, Wei Yuchen2, Wang Bin2, Awangcuoji1, Renqingcuomu1, Cui Jiuzeng3, Zhang Lei3, Ba Gui1

1Institute of Animal Sciences, Tibet Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Lhasa 850009, Xizang Autonomous Region, China; 2College of Veterinary Medicine, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi Province, China; 3College of Animal Science and Technology, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi Province, China

Received:2023-07-12 Accepted:2024-01-20 Online:2025-03-08 Published:2024-06-27
Contact: Ba Gui, Assistant researcher, Institute of Animal Sciences, Tibet Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Lhasa 850009, Xizang Autonomous Region, China
About author:De Ji, Assistant researcher, Institute of Animal Sciences, Tibet Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Lhasa 850009, Xizang Autonomous Region, China
Supported by:
Natural Science Foundation of Tibet Autonomous Region, No. XZ202101ZR0063G (to BG); Major Science and Technology Special Project during the "14th Five Year Plan" Period - Science and Technology Plan Project of Xizang Autonomous Region, No. XZ202101ZD0001N (to SLD, BG, DJ)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

子宫内膜容受性：是指子宫内膜允许囊胚定位、黏附、穿透、植入，使胚胎着床、发育的能力。子宫内膜容受性与胚胎植入密切相关，是决定辅助生殖技术成功与否的关键因素之一。
可变剪接：是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点组合)产生不同的mRNA剪接异构体的过程。可变剪接是调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机制。

背景：藏西北绒山羊子宫内膜容受性是胚胎植入的关键因素，目前对于藏西北绒山羊子宫内膜容受性相关基因表达及可变剪接的认识还未明确。
目的：分析并挖掘藏西北绒山羊子宫内膜容受性相关的基因和可变剪接事件。
方法：在妊娠第5天和第15天(分别代表容受前子宫内膜组和容受性子宫内膜组)，分别随机选取3只藏西北绒山羊，采集子宫内膜组织，苏木精-伊红染色观察组织形态，免疫组织化学检测子宫内膜容受性标志蛋白白血病抑制因子、血管内皮生长因子的表达水平；提取子宫内膜组织总RNA，质量检测合格后进行转录组测序，寻找差异表达的mRNA、长链非编码RNA、环状RNA和miRNA，进行功能预测，并分析与子宫内膜容受性相关的可变剪接mRNA和长链非编码RNA。
结果与结论：①与容受前子宫内膜组比较，容受性子宫内膜组子宫内膜组织中白血病抑制因子和血管内皮生长因子蛋白的表达水平明显升高；②测序结果显示，差异表达基因多为mRNA和长链非编码RNA，包括250个上调的mRNA、193个上调的长链非编码RNA、135个下调的mRNA和123个下调的长链非编码RNA，显著富集于Wnt、Hedgehog和Hippo信号通路；③可变剪接事件分析显示有8个差异表达的可变剪接转录本，均为mRNA分子，其中2个下调、6个上调，与血管内皮生长因子受体信号、细胞运动和胚胎发育有关。

https://orcid.org/0009-0009-2099-478X (德吉)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

关键词: 藏西北绒山羊, 子宫内膜容受性, 转录组测序, 差异表达基因, 可变剪接, 白血病抑制因子, 血管内皮生长因子

Abstract: BACKGROUND: Endometrial receptivity is a key factor in embryo implantation in northwest Tibetan cashmere goats, and the expression of genes related to endometrial receptivity and their variable splicing are still unclear.
OBJECTIVE: To analyze and explore genes and variable splicing events related to endometrial receptivity in northwest Tibetan cashmere goats.
METHODS: On days 5 and 15 of pregnancy (representing pre receptive endometrium group and receptive endometrium group), three northwest Tibetan cashmere goats were randomly selected. Endometrial tissue was collected and stained with hematoxylin and eosin to observe tissue morphology. Immunohistochemical staining was used to detect the expression of endometrial receptive marker proteins leukemia inhibitory factor and vascular endothelial growth factor. After the total RNA was extracted and the quality test was qualified, transcriptome sequencing was performed to search differentially expressed mRNAs, lncRNAs, circRNAs, and miRNAs, perform functional prediction, and analyze alternative splicing mRNAs and lncRNAs related to endometrial receptivity.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Compared with the pre receptive endometrium group, the expression levels of leukemia inhibitory factor and vascular endothelial growth factor proteins in the endometrial tissue of the receptive endometrium group were significantly increased. (2) The sequencing results showed that the differentially expressed genes were mostly mRNA and lncRNA genes, including 250 upregulated mRNAs, 193 upregulated lncRNAs, 135 downregulated mRNAs, and 123 downregulated lncRNAs, which were significantly enriched in the Wnt, Hedgehog, and Hippo signaling pathways. (3) Alternative splicing event analysis uncovered 8 differentially expressed variable splicing transcripts, which were all mRNA transcripts, including 2 downregulated and 6 upregulated, and were significantly associated with vascular endothelial growth factor receptor signaling, cell motility, and embryonic development.

Key words: northwest Tibetan cashmere goat, endometrial receptivity, transcriptome sequencing, differentially expressed gene, alternative splicing, leukemia inhibitory factor, vascular endothelial growth factor

中图分类号:

德吉, 索朗达, 魏宇辰, 王斌, 阿旺措吉, 仁青措姆, 崔久增, 张磊, 巴贵. 藏西北绒山羊子宫内膜容受性相关基因和可变剪接事件的综合分析[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(7): 1429-1436.

De Ji, Suo Langda, Wei Yuchen, Wang Bin, Awangcuoji, Renqingcuomu, Cui Jiuzeng, Zhang Lei, Ba Gui. Comprehensive analysis of genes related to endometrial receptivity and alternative splicing events in northwest Tibetan cashmere goats[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(7): 1429-1436.

图/表（结果） 4

2.1 PE和RE组织形态学观察和子宫内膜容受性标志基因检测结果苏木精-伊红染色结果表明，PE组织较为疏松、内膜上皮较薄且清晰，而RE组织较为致密，内膜上皮较厚、细胞排列紧密，见图1；免疫组化染色结果表明，相较于PE组织，RE组织中子宫内膜容受性标志蛋白白血病抑制因子和血管内皮生长因子表达明显升高，见图1。

2.2 差异表达miRNA分子与组织、生物体和系统发育显著相关 RNA高通量测序结果表明，在PE和RE两组之间，只有4个显著上调和4个下调的miRNA，见图2A。功能注释显示，这些miRNA与组织、生物体和系统发育显著相关，并富集于癌症相关通路和激酶通路，包括磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，AKT)信号通路、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信号通路和Hippo信号通路，见图2B。
2.3 差异表达的circRNA与抗原呈递显著相关，并在免疫排斥相关通路中富集与PE组织相比，RE组织中存在11个显著上调和8个下调的circRNA，见图3A。功能注释表明，这些circRNA与抗原呈递复合物和抗原处理显著相关，并在免疫排斥相关途径中富集，如IgA产生、同种异体排斥和移植物抗宿主病等，见图3B。
2.4 差异表达的mRNA与细胞运动和成形显著相关，并富集于甘油磷脂和嘧啶代谢相关途径 PE和RE组织中有17 604个编码基因的转录本(即mRNA)，其中250个显著上调，135个下调(RE/PE)，见图4A。GO分析表明，它们与细胞投影、基于微管的过程和纤毛显著相关，而纤毛在细胞运动和成形中非常重要；KEGG分析显示，富集于甘油磷脂和嘧啶代谢相关途径，见图4B。
2.5 差异表达的lncRNA富集于Wnt、Hedgehog和Hippo信号通路与PE组织相比，RE组织中分别有193个显著上调和123个显著下调的lncRNA，见图5A。GO分析表明，这些lncRNA与对多种信号的响应以及细胞周期等生物学过程的调节显著相关；KEGG分析表明，它们富集于Wnt、Hedgehog和 Hippo信号通路，见图5B。
2.6 靶基因预测和竞争性内源RNA调控网络分析根据靶基因预测结果，统计lncRNA和mRNA上miRNA反应元件的个数，结果见图6。在总共835个lncRNA中预测到218个含有miRNA反应元件的lncRNA。具有2个miRNA反应元件的lncRNA数量最多，有49个；具有8个miRNA反应元件的lncRNA数量最少，有8个，见图6A。共计165个mRNA中预测到73个含有miRNA反应元件的mRNA。具有3个miRNA反应元件的mRNA有26个；具有6个miRNA反应元件的mRNA有1个，见图6B。
符合敏感相关性> 0.3的lncRNA-miRNA-mRNA有15组。一共包含4个lncRNA、6个mRNA和4个共有的miRNA。MSTRG.21700.7分别与ENSCHIG00000021609、ENSCHIG00000011144和ENSCHIG00000007466都存在内源性竞争关系。
2.7 差异可变剪接事件与蛋白代谢和催化活性显著相关可变剪接事件分析表明，外显子跳过类型的可变剪接事件在PE和RE组织的可变剪接事件中居绝对主导地位，见图7A。PE和RE组织之间存在8个差异可变剪接基因，其中2个下调、6个上调，涉及的基因包括TMEM132C、MATN4、 EFEMP1、MAK、ADAM22、LRRC34、RHBDL3和一个未命名基因ENSCHIG00000020109，见图7B。GO分析显示，差异可变剪接基因与蛋白代谢和催化活性显著相关，见图7C。

参考文献

[1] WANG W, LI Z, XIE G, et al. Convergent Genomic Signatures of Cashmere Traits: Evidence for Natural and Artificial Selection. Int J Mol Sci. 2023;24(2):1165.
[2] LI C, WU Y, CHEN B, et al. Markhor-derived Introgression of a Genomic Region Encompassing PAPSS2 Confers High-altitude Adaptability in Tibetan Goats. Mol Biol Evol. 2022;39(12):msac253.
[3] ASHARY N, TIWARI A, MODI D. Embryo Implantation: War in Times of Love. Endocrinology. 2018;159(2):1188-1198.
[4] LESSEY BA, YOUNG SL. What exactly is endometrial receptivity? Fertil Steril. 2019;111(4):611-617.
[5] WANG W, ZANG X, LI Y, et al. Integrating Analysis to Identify Differential circRNAs Involved in Goat Endometrial Receptivity. Int J Mol Sci. 2023; 24(2):1531.
[6] LIU H, WANG C, LI Z, et al. Transcriptomic Analysis of STAT1/3 in the Goat Endometrium During Embryo Implantation. Front Vet Sci. 2021; 8:757759.
[7] ZHAO Y, RICHING AS, KNIGHT WE, et al. Cardiomyocyte-Specific Long Noncoding RNA Regulates Alternative Splicing of the Triadin Gene in the Heart. Circulation. 2022;146(9):699-714.
[8] LIU X, ZHANG L, YANG L, et al. miR-34a/c induce caprine endometrial epithelial cell apoptosis by regulating circ-8073/CEP55 via the RAS/RAF/MEK/ERK and PI3K/AKT/mTOR pathways. J Cell Physiol. 2020; 235(12):10051-10067.
[9] CUI J, LIU X, YANG L, et al. MiR-184 Combined with STC2 Promotes Endometrial Epithelial Cell Apoptosis in Dairy Goats via RAS/RAF/MEK/ERK Pathway. Genes (Basel). 2020;11(9):1052.
[10] ZHANG L, LIU X, LIU J, et al. miR-26a promoted endometrial epithelium cells (EECs) proliferation and induced stromal cells (ESCs) apoptosis via the PTEN-PI3K/AKT pathway in dairy goats. J Cell Physiol. 2018; 233(6):4688-4706.
[11] HE M, LI L, WEI X, et al. Xiaoyao powder improves endometrial receptivity via VEGFR-2-mediated angiogenesis through the activation of the JNK and P38 signaling pathways. J Ethnopharmacol. 2022;282: 114580.
[12] LI L, JIANG H, WEI X, et al. Bu Shen Zhu Yun Decoction Improves Endometrial Receptivity via VEGFR-2-Mediated Angiogenesis. Evid Based Complement Alternat Med. 2019;2019:3949824.
[13] LIU J, XIAO Q, XIAO J, et al. Wnt/β-catenin signalling: function, biological mechanisms, and therapeutic opportunities. Signal Transduct Target Ther. 2022;7(1):3.
[14] TEPEKOY F, AKKOYUNLU G, DEMIR R. The role of Wnt signaling members in the uterus and embryo during pre-implantation and implantation. J Assist Reprod Genet. 2015;32(3):337-346.
[15] YI T, LIU M, LI X, et al. Benzo(a)pyrene inhibits endometrial cell apoptosis in early pregnant mice via the WNT5A pathway. J Cell Physiol. 2019;234(7):11119-11129.
[16] HUANG K, CHEN G, FAN W, et al. miR-23a-3p increases endometrial receptivity via CUL3 during embryo implantation. J Mol Endocrinol. 2020;65(2):35-44.
[17] WU Z, GUAN KL. Hippo Signaling in Embryogenesis and Development. Trends Biochem Sci. 2021;46(1):51-63.
[18] FU M, HU Y, LAN T, et al. The Hippo signalling pathway and its implications in human health and diseases. Signal Transduct Target Ther. 2022;7(1):376.
[19] YUE C, CHEN ACH, TIAN S, et al. Human embryonic stem cell-derived blastocyst-like spheroids resemble human trophectoderm during early implantation process. Fertil Steril. 2020;114(3):653-664.e6.
[20] CRITCHLEY HOD, MAYBIN JA, ARMSTRONG GM, et al. Physiology of the Endometrium and Regulation of Menstruation. Physiol Rev. 2020; 100(3):1149-1179.
[21] OGHBAEI F, ZAREZADEH R, JAFARI-GHARABAGHLOU D, et al. Epithelial-mesenchymal transition process during embryo implantation. Cell Tissue Res. 2022;388(1):1-17.
[22] MAZIN PV, KHAITOVICH P, CARDOSO-MOREIRA M, et al. Alternative splicing during mammalian organ development. Nat Genet. 2021;53(6): 925-934.
[23] WRIGHT CJ, SMITH CWJ, JIGGINS CD. Alternative splicing as a source of phenotypic diversity. Nat Rev Genet. 2022;23(11):697-710.
[24] OLTHOF AM, WHITE AK, KANADIA RN. The emerging significance of splicing in vertebrate development. Development. 2022;149(19): dev200373.
[25] SONG H, WANG L, CHEN D, et al. The Function of Pre-mRNA Alternative Splicing in Mammal Spermatogenesis. Int J Biol Sci. 2020;16(1):38-48.
[26] MESEGUER M, PELLICER A, SIMÓN C. MUC1 and endometrial receptivity. Mol Hum Reprod. 1998;4(12):1089-1098.

引言

材料方法

1.1 设计体外细胞分子生物学实验和生物信息学RNA-seq测序实验。
1.2 时间及地点实验于2022年4-9月在西藏自治区农牧科学院畜牧兽医研究所完成。
1.3 材料
1.3.1 实验动物 10只24月龄的健康精产母藏西北白绒山羊，体质量(30±3) kg，饲养于西藏自治区农牧科学院拉萨绒山羊综合试验站，实验动物机构许可证号：SYXK (藏)2022-0015。动物实验方案经西藏自治区农牧学院伦理委员会批准(批准号：XZXMSYYJS-2021001)。实验过程遵循了国际兽医学编辑协会《关于动物伦理与福利的作者指南共识》和本地及国家法规。实验动物在麻醉下进行所有的手术，并最大限度地减少其疼痛、痛苦和死亡。
1.3.2 实验试剂和仪器苏木精-伊红染色试剂盒购自福州奥研实验器材有限责任公司；Trizol试剂购自美国Invitrogen公司；白血病抑制因子一抗和血管内皮生长因子一抗购自上海钰博生物；RNA 6000纳米实验室芯片试剂盒购自美国Agilent公司。CV-70显微镜购自日本Olympus公司；Illumina Hiseq 2500测序平台购自上海基泰生物科技有限公司；HS-4080病理切片机购自华速科技有限公司。
1.4 实验方法
1.4.1 组织样本采集该研究共对10只24月龄的健康多胎藏西北白绒山羊进行发情同步诱导，每天观察3次以确定发情迹象，并在发情期间自然交配2次。交配的第1天被设定为怀孕的第0天(day 0)，作为胚胎植入非常重要的时间点，在妊娠第5天[day 5，代表容受前子宫内膜(pre-endometrium，PE)]和第15天[day 15，代表容受性子宫内膜(receptive endometrium，RE)][5]，每组随机选择3只山羊进行屠宰，采集子宫腔前壁的子宫内膜组织，PBS洗涤后，一部分立即冷冻于液氮中备用，一部分常规进行苏木精-伊红染色，另取一部分用于免疫组织化学检测。
1.4.2 免疫组织化学检测子宫内膜容受性标志蛋白的表达子宫内膜组织进行冰冻切片，厚度为 8 μm；室温放置30 min，4 ℃丙酮固定10 min，PBS洗3次，每次5 min；体积分数3% H2O2室温孵育10 min，以消除内源性过氧化物酶活性；蒸馏水冲洗，PBS 浸泡；体积分数10%山羊血清室温封闭10 min，弃血清，分别滴加一抗稀释液[包括白血病抑制因子一抗(1∶500稀释)和血管内皮生长因子一抗(1∶600稀释)]，4 ℃孵育过夜；PBS冲洗3次，每次5 min；滴加适量生物素标记的二抗，37 ℃孵育30 min；PBS冲洗3次，每次5 min；滴加适量的辣根酶标记的链霉卵白素溶液，37 ℃孵育30 min；PBS冲洗3次，每次5 min；DAB显色10 min；自来水充分冲洗，复染，脱水，透明，封固；生物显微镜下观察并拍照。
1.4.3 RNA-seq和差异表达转录本分析使用Trizol试剂从子宫内膜样品中提取总RNA。用Bioanalyzer 2100和RNA 6000纳米实验室芯片试剂盒分析RNA的数量和纯度。PersonalBio Co.，Ltd.进行了文库构建、测序(双向测序，2*150 bp，Illumina Hiseq2500)和潜在新转录物的鉴定。通过HISAT将干净的读数与人类基因组进行比对，允许4个错配。使用Cuffdiff程序(Cufflinks软件包)测定所有转录物的表达水平，包括mRNA、长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)、环状RNA(circular RNA，circRNA)和miRNA，量化为每千碱基外显子的片段/百万映射片段(FPKM)；使用Cuffdiff测定差异基因表达，差异表达的标准为两组间的差异表达倍数(fold change，FC) ≥ 2或≤ 0.5，错误发现率(false discovery rate，FDR) ≤ 0.05[6]。
1.4.4 差异表达转录本功能注释使用Unigene在线数据库为转录本提供功能注释。蛋白质功能通过以下公共数据库进行预测：SWISS-PROT (ftp://ftp.uniprot.org/pub/databases/uniprot/ currentrelease/knowledgebase/complete/uniprotsprot.fasta.gz)，NR (ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/db/FASTA/nr.gz)，KEGG (http://www.kegg.jp/kegg /)和Pfam (ftp://ftp.sanger.ac.uk/pub/databases/Pfam/releases/Pfam27.0/Pfam-A.fasta.gz)。使用BLASTx (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/)进行序列比对，期望值(E-value) < 1×10-10的作为最小阈值。
1.4.5 靶基因预测和竞争性内源RNA调控网络构建通过靶基因预测软件miRanda v2.066得到mRNA与lncRNA序列中的miRNA反应元件(microRNA response elements，MREs)。挑选差异表达基因对应的序列进行靶基因预测分析。基于竞争性内源RNA假说构建lncRNA-miRNA-mRNA网络，首先使用皮尔逊相关分析方法计算lncRNA和mRNA之间的表达相关性。在竞争性内源RNA调控网络中，miRNA负调控基因的表达；一对mRNA与lncRNA符合正相关，筛选皮尔逊相关系数> 0.7的结果；其次存在正相关关系且包含共同miRNA反应元件的lncRNA和mRNA，对共有的miRNA数量进行超几何检验；然后根据mRNA-miRNA-lncRNA三者之间的表达相关性，采用敏感相关性(Sensitivity correlation)打分，使用lncRNA-miRNA-mRNA三者相关性的平均值作为lncRNA-mRNA之间的敏感相关性。对于存在竞争性内源RNA关系的lncRNA-mRNA(筛选敏感相关性> 0.3)，使用cytoscape 3.7.1软件对竞争性内源RNA调控网络进行展示。
1.4.6 可变剪接分析通过ABLas在线工具(https://github.com/ablifedev/ABLas)来定义和量化样本之间的可变剪接事件(ASE)。简言之，ABLas对8种类型可变剪接事件的检测基于剪接连接读数，包括外显子跳过(SE)、替代5’剪接位点(A5SS)、替代3’剪接位点(A3SS)、内含子保留(RI)、互斥外显子(MXE)、互斥5’UTR(5pMXE)，互斥3’UTR(3pMXE)和盒外显子。对于样本间差异的比较，选择Fisher精确检验来确定统计显著性[7]。可变剪接差异性通过比较样本之间交替剪接读数和组成剪接读数的变化比率，即RASE比率，标准为RASE比值≥0.2和P值< 0.05。
1.5 主要观察指标 ①PE和RE组织形态学观察；②子宫内膜容受性标志蛋白的表达；③PE和RE差异表达转录本筛选和功能注释分析；④PE和RE的可变剪接分析。

1.6 统计学分析主成分分析由R包factoextra (https://cloud.r-project.org/package=factoextra) 运行以分析样本的聚类情况。热图包 (https://cran.r-project.org/web/packages/pheatmap/index.html) 用于聚类分析(基于欧氏距离)。应用 SPSS 25.0 统计软件进行数据分析，Student′s t检验用于两组之间的比较。该文统计学方法已经由西藏自治区农牧学院生物统计学专家审核。

讨论

该研究运用高通量RNA测序对藏西北绒山羊的PE和RE组织的转录本进行检测，生物信息学分析结果显示，PE和RE组织中存在少量差异表达的miRNA和circRNA；RE组织中有250个上调的mRNA、193个上调的lncRNA、135个下调的mRNA和123个下调的lncRNA。这提示，mRNA和lncRNA是藏西北绒山羊子宫内膜容受性调节网络的主要组分。功能注释结果表明，差异表达的转录本与PI3K/AKT、MAPK、Wnt、Hedgehog和Hippo信号通路显著相关。
激酶信号通路是细胞生命活动信号调控网络的重要组成部分，其中MAPK和PI3K/AKT激酶通路是多种生理病理过程的重要调节通路。研究表明，激酶途径可能对山羊胚胎子宫内膜容受性方面具有重要调节作用[8]。体外实验结果表明，MAPK和PI3K/AKT通路在山羊子宫内膜基质细胞和上皮细胞的凋亡、增殖中发挥重要作用，与子宫内膜容受性密切相关[9-10]。另有临床医学研究表明，助孕保胎中药，如逍遥散和补肾助孕汤等，主要通过激活MAPK和PI3K/AKT通路改善人类子宫内膜的容受性[11-12]。
Wnt/β-catenin信号通路是生理和病理条件下最具特征的调节通路之一，在所有动物的发育和成年生活中调控大量的生物学过程[13]。Wnt控制胚胎发育期间的细胞命运、分化、增殖和凋亡，并在胚胎植入中发挥巨大的潜力[14]。生物或化学药物，如miRNA和苯并芘，可以通过Wnt介导的子宫内膜上皮细胞增殖、凋亡和迁移来调节子宫内膜容受性[15-16]。Hippo信号通路以其在调节胚胎发生和发育、免疫及肿瘤进展方面的关键作用而闻名[17-18]；然而，Hippo信号通路在子宫内膜容受性调节中的研究较为匮乏。最近的一项研究表明，Hippo信号通路与人类胚胎干细胞衍生滋养层球体的分化相关，可能有助于早期植入和滋养层发育[19]。该研究中通路富集分析结果也表明Wnt和Hippo信号通路可能是藏西北绒山羊子宫内膜容受性调节的关键途径，也是差异表达lncRNA的潜在靶点。
子宫内膜是胚胎植入、胎盘形成和成功妊娠所必需的，它由基质细胞、上皮细胞、血管内皮细胞和免疫细胞组成[20]。子宫内膜中细胞的行为和功能，包括增殖、凋亡、迁移和分泌，对于受精卵的接受性和胚胎植入的宫内环境至关重要：足够数量的子宫内膜上皮细胞通过平衡增殖和凋亡，在胚胎植入的整个过程中保证子宫内膜的完整性；上皮到间充质的转变和迁移能力赋予子宫内膜可塑性，对胚胎植入的进展至关重要[21]。该研究功能预测结果也表明PE和RE组织中差异表达的mRNA和lncRNA与细胞运动和细胞周期的关系最为密切。
竞争性内源RNA调控网络是通过竞争共享miRNA相互连接调节lncRNA和mRNA集合的网络。lncRNA通过竞争共有的miRNA从而影响mRNA的表达。lncRNA的MSTRG.21700.7分别与mRNA的ENSCHIG00000021609、ENSCHIG00000011144和ENSCHIG00000007466存在内源性RNA竞争关系，说明具有较高的连通性，可能起到关键调控作用。
RNA可变剪接是基因表达的重要的转录后调控机制，也是基因表达产物多样性的重要来源之一，在哺乳动物器官形成和发育过程中发挥重要作用[22-24]。现有报道表明，可变剪接深度参与哺乳动物的生殖功能调节，如精子发生和成熟[25]。研究表明，可变剪接同样存在于人类子宫内膜容受性形成过程中。例如，RNA结合蛋白MUC1(黏蛋白1)可通过调节多个基因的可变剪接调节人子宫内膜容受性[26]。然而，山羊子宫内膜容受性产生过程中可变剪接是否发挥作用尚未见报道。该研究表明，外显子跳过类型的可变剪接事件在藏西北绒山羊PE和RE组织的可变剪接事件中居绝对主导地位，PE和RE组织之间存在8个差异可变剪接基因，分别为TMEM132C、MATN4、EFEMP1、MAK、ADAM22、LRRC34、RHBDL3和1个未命名基因ENSCHIG00000020109，差异可变剪接事件与蛋白代谢和催化活性显著相关。
总之，通过对西藏西北绒山羊的PE和RE组织进行全面的RNA高通量测序分析，结果发现，蛋白编码基因和lncRNA是藏西北绒山羊子宫内膜容受性调节网络的主要组成成分，富集于Wnt、Hedgehog和Hippo信号通路；基于竞争性内源RNA调控网络发现lncRNA的MSTRG.21700.7可能调控关键mRNA的表达，后续还需细胞实验证明；同时，还发现了8个表达差异显著的可变剪接基因，这些可变剪接基因与蛋白代谢和催化活性显著相关，为进一步研究子宫内膜容受性相关机制提供了重要的基础。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

藏西北绒山羊子宫内膜容受性相关基因和可变剪接事件的综合分析

Comprehensive analysis of genes related to endometrial receptivity and alternative splicing events in northwest Tibetan cashmere goats

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[1]	陈玉宁, 蒋颖, 廖翔宇, 陈琼君, 熊亮, 刘悦, 刘通. 补气活血合剂干预脑缺血再灌注模型大鼠相关因子及自噬蛋白的表达[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(6): 1152-1158.
[2]	田岳凤, 熊罗节, 王慧芳, 翟春涛, 李玮. 隔药饼灸调节大鼠免疫抑制机制的转录组测序分析[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(5): 978-988.
[3]	唐昊旭, 梁英杰, 李策, 丁鹏霖, 钱闵龙, 袁伶俐. 去铁胺减轻糖皮质激素抑制成骨分化的作用途径[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(32): 6821-6827.
[4]	周莉娜, 黎芸, 刘夕霞, . 不同浓度高渗葡萄糖修复大鼠肌腱损伤[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(32): 6885-6892.
[5]	王子恒, 吴霜. 脊髓损伤后氧化应激相关基因及分子机制：基于GEO数据库的数据分析及验证[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(32): 6893-6904.
[6]	朱雪坤, 刘恒, 冯晖, 高云龙, 文磊, 蔡筱松, 赵奔, 仲敏. 骨关节炎核心基因的生物信息学鉴定[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(3): 637-644.
[7]	司俊成, 彭丽娜, 孙莉莉, 王宇, 石磊, 沈雯慧, 李孟琪, 臧万里. 转录组测序分析冷水游泳运动调节大鼠机体炎症反应的机制[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(29): 6205-6211.
[8]	叶星, 刘仁仪. 自主运动对小鼠海马分子表达特征影响：基于GEO数据库基因表达谱分析[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(24): 5237-5244.
[9]	柳可心, 马超, 刘凯, 郝茂辰, 王杏如, 孟令婷, 冬梅, 王建忠. 骨关节炎过程中葡萄糖代谢基因的筛选与验证[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(20): 4181-4189.
[10]	刘彦彤, 王世轩, 赵双利, 魏巍, 王东海, 姜宗坤, 刘洪飞. 针刀治疗膝骨关节炎大鼠的转录组测序及实验验证[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(20): 4239-4248.
[11]	刘兆峰, 杨学军. 单细胞转录组测序在椎间盘退变中的靶向生物标志物[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(20): 4351-4360.
[12]	彭永, 胡江平, 朱欢. 低负荷血流限制和高强度抗阻运动对男性运动青年大腿微循环功能的影响[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(2): 393-401.
[13]	田良良, 周瑞, 曹光昭, 张晶晶. 转录组测序分析黄连总碱抗脑缺血的作用机制[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(19): 4161-4171.
[14]	阮珍, 寇久社. 转录组测序与定量蛋白质组学分析医用臭氧治疗兔骨骼肌损伤的分子机制[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(18): 3767-3774.
[15]	孙成涛, 孙广江, 戚晓楠, 程茗, 姚啸生. 单细胞转录组测序技术在骨质疏松症研究中的应用与进展[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(13): 2812-2821.