小鼠性成熟前后睾丸和卵巢小 RNA 数据集：解锁生殖奥秘的关键

为探究生殖器官发育机制，研究人员用 PANDORA-seq 分析小鼠性成熟前后睾丸和卵巢小 RNA，揭示其变化规律，意义重大。

　　

一、研究背景：探寻生殖奥秘的征程

在生命的长河中，生殖健康如同璀璨星辰，关乎人类福祉、濒危物种保护和畜牧业发展。性成熟，作为生物生命周期里的关键转折点，如同开启宝藏的钥匙，解锁了生物的生殖能力。在这一过程中，哺乳动物的睾丸和卵巢扮演着核心角色，睾丸负责精子的生产，卵巢则主导卵泡的发育，它们的正常发育是生殖成功的基石。

然而，目前我们对这一过程的了解还存在诸多空白。尽管一些关键基因，如 SRY（性别决定区 Y 基因）、FOXL2（叉头框 L2 基因）和 DAZ（无精子症缺失基因），已被证实参与生殖器官发育和生殖细胞形成，但在转录前后的众多表观遗传调控机制，仍隐藏在神秘的面纱之下，等待我们去揭开。

此外，小非编码 RNA（sncRNAs）在睾丸和卵巢发育、生殖细胞形成中发挥着重要作用，它们就像微观世界里的 “小精灵”，默默操控着遗传信息的传递和表达。精子和卵泡中的 sncRNAs，如 PIWI 相互作用 RNA（piRNAs）、tRNA 衍生的小 RNA（tsRNAs）和 rRNA 衍生的小 RNA（rsRNAs）等，组成了携带重要表观遗传信息的 “小 RNA 密码”。这些 “密码” 不仅影响着生物的正常发育，还可能将环境刺激或机体变化产生的表观遗传信息传递给后代，与代谢紊乱、炎症、心血管疾病等健康问题息息相关。但目前对于性成熟过程中小 RNA 的动态变化，我们知之甚少。

为了填补这些知识空白，四川农业大学的研究人员踏上了探索之旅，他们的研究成果发表在《Scientific Data》上，为我们理解生殖器官发育和生殖细胞形成的分子机制带来了新的曙光。

二、研究方法：科研探索的 “神器”

研究人员选用了 12 只 C57BL/6 J 品系小鼠，将其按年龄和性别分为四组，分别采集 3 周龄雄性小鼠睾丸、4 周龄雌性小鼠卵巢、10 周龄雄性小鼠睾丸和 10 周龄雌性小鼠卵巢组织样本（3 周龄雄性小鼠睾丸精子未形成，4 周龄雌性小鼠卵巢达到采样重量且未性成熟，便于对比性成熟前后变化）。

在实验技术上，研究人员运用了 PANDORA-seq 测序技术（全景 RNA 显示技术，通过克服 RNA 修饰导致的测序中断来实现对高度修饰小 RNA 的检测），这一技术就像一双 “透视眼”，能够敏锐地捕捉到传统方法难以检测的高度修饰小 RNA。同时，结合 RNA 提取、处理，小 RNA 文库构建及深度测序，再利用 SPORTS1.1 软件对小 RNA 序列进行注释和分析，全面且深入地探究小 RNA 的奥秘。

三、研究结果：微观世界的重大发现

1. 小 RNA 表达谱特征：研究人员通过对小 RNA 表达水平的分析，发现 rRNA 在各类小 RNA 中占比最大（超过 70%），其次是 tsRNA、piRNA 和 miRNA，而其他 sncRNAs 表达量极低（<1%）。在睾丸中，性成熟后 rRNA 表达比例从 71.1% 升至 80.4%，tsRNA 从 21.0% 降至 15.1%，piRNA 从 5.8% 降至 3.3%，miRNA 从 1.4% 降至 0.8%，ysRNA 从 0.68% 降至 0.35%；卵巢中，性成熟后 rRNA 比例从 86.0% 降至 83.9%，tsRNA 从 11.7% 升至 13.9%，ysRNA 从 0.30% 降至 0.21% 。此外，研究还发现睾丸和卵巢中 tsRNA 的长度分布模式不同，piRNA 在睾丸和卵巢中的长度分布也存在显著差异，rsRNA 在卵巢性成熟前后特定长度（31nt）的表达量变化明显。
2. 小 RNA 的分布与序列特征：基于切割位点位置，tsRNAs 可分为多种类型，研究人员利用相关软件对其进行分类注释，并展示了性成熟前后睾丸和卵巢中不同类型 tsRNAs 的变化情况。对于 rsRNAs，多数来源于 18S rRNA、28S rRNA 和 5S rRNA ，研究人员分析了不同来源 rsRNAs 的分布变化，以及 18S rRNA 衍生 rsRNAs 在卵巢性成熟前后的表达差异。同时，研究还对 miRNA、tsRNA、piRNA 和 rsRNA 的种子序列区域（miRNA 5’端第 2 - 8 位的 7 个核苷酸，参与调控 mRNA 稳定性）进行分析，发现不同组小 RNA 的种子序列核苷酸分布存在显著差异。
3. 数据记录与验证：研究的 RNA - Seq 原始数据和处理后数据已存入 NCBI 基因表达数据库（GEO），登录号为 GSE282177，可供全球科研人员查阅和使用。通过测序质量控制和实验样本验证，研究人员证实了数据的可靠性和实验的可重复性，为后续研究提供了坚实的数据基础。

四、研究结论与意义：开启生殖研究新篇章

这项研究成功绘制了小鼠性成熟前后睾丸和卵巢小 RNA 的表达谱，揭示了多种小 RNA 在性成熟过程中的动态变化规律，为深入理解生殖器官的产后发育和生殖细胞形成、分化的表观遗传机制提供了宝贵的数据资源。这些发现就像一把把钥匙，为解开生殖奥秘打开了新的大门，有望为治疗生殖相关疾病、保护濒危物种和推动畜牧业发展提供新的理论依据和潜在靶点。

然而，目前的研究只是初步探索，未来还需要进一步深入研究小 RNA 在生殖过程中的具体调控机制，以及它们与其他分子之间的相互作用。相信在科研人员的不断努力下，生殖领域的神秘面纱将被逐渐揭开，为人类健康和生物多样性保护带来更多福祉。