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为探究不同繁殖力山羊子宫差异的分子机制，研究人员对云尚黑山羊不同繁殖力个体在发情周期不同阶段的子宫组织进行研究。通过高通量测序等技术，鉴定出差异表达的 circRNAs，明确了相关信号通路及关键基因，为山羊繁殖力研究提供重要数据。
在动物繁殖的奇妙世界里，山羊作为重要的家畜，其繁殖能力一直备受关注。云尚黑山羊是我国优良的肉用山羊品种，繁殖能力较强，但品种内个体间繁殖性能却存在较大差异。在繁殖过程中，子宫起着关键作用，其功能会随着发情周期的不同阶段而变化。然而，目前对于这种繁殖力差异背后的分子机制却知之甚少。为了揭开这一神秘面纱，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所的研究人员开展了一项极具意义的研究。该研究成果发表在《BMC Genomics》杂志上。
研究人员的这项研究聚焦于不同繁殖力云尚黑山羊在发情周期的增殖期（FP）和分泌期（LP）的子宫组织，旨在阐明繁殖力差异背后的分子和生理机制。他们采用了一系列先进的技术方法，主要包括高通量测序技术，用于对 20 个子宫组织样本构建 cDNA 文库并测序；利用 find_circ 和 CIRI2 软件对 circRNAs 进行鉴定；运用 DESeq2 R 包进行差异表达分析等。研究样本来自云南昆明团结乡基地的 20 只非怀孕成年云尚黑母山羊，根据产羔记录分为高繁殖力组（HF）和低繁殖力组（LF） 。
研究结果主要如下：
- 山羊子宫组织形态学测试结果：对收集的子宫组织进行石蜡包埋和染色后发现，发情周期的卵泡期和黄体期子宫内膜形态存在明显差异，黄体期的腺体数量和子宫内膜厚度约为卵泡期的两倍。虽然高低繁殖力组之间无显著差异，但高繁殖力组有腺体数量和子宫内膜厚度更高的趋势。
- 测序质量控制结果总结：构建的 20 个 cDNA 文库经高通量测序后，对原始数据进行严格的质量控制和过滤。结果显示测序质量达标，平均产生 1.211 亿条 clean reads，96.88% 能成功比对到山羊参考基因组，符合后续分析标准。
- 子宫组织中 circRNA 的鉴定：通过 find_circ 和 CIRI2 软件综合分析，共鉴定出 7445 个 circRNAs。这些 circRNAs 主要来源于外显子，序列长度多在 200 - 10,000 bp，主要分布在 1 - 11 号染色体上。
- DEcircRNA 的表达分析结果：通过计算跨越 circRNAs 剪接位点的 junction reads 数量来量化其表达水平，并进行标准化处理。经差异表达分析，在 FPLF 与 FPHF 比较组中鉴定出 149 个差异表达（DE）circRNAs，在 LPLF 与 LPHF 比较组中鉴定出 276 个 DEcircRNAs。
- circRNA 宿主基因的富集分析：对差异表达 circRNAs 的宿主基因进行 GO 和 KEGG 富集分析。结果显示，不同比较组中存在显著富集的 GO terms 和 KEGG pathways，如鞘脂信号通路（Sphingolipid signaling pathway）在两个比较组中均显著富集。此外，通过基因集富集分析（GSEA）确定了关键候选基因，如 FPLF 与 FPHF 比较组中的 MBTPS1，LPLF 与 LPHF 比较组中的 FGF2 等。
- miRNA - circRNA 的相互作用调控网络：预测出 281 个 miRNA - circRNA 结合对，涉及 263 个 circRNAs 和 60 个 miRNAs，表明 circRNAs 可能通过作为 miRNA 海绵来调节基因表达。
- circRNAs 编码潜能的鉴定：利用多种软件预测 circRNAs 的编码潜能，最终确定了 14 个具有编码潜能的 circRNAs，但这些 circRNAs 的生物学功能还需进一步从蛋白质翻译角度探索。
- RNA 测序的验证：通过 RT - qPCR 对 RNA 测序数据进行验证，结果表明 circRNA 定量结果与测序结果一致，证实了测序数据的可靠性。
研究结论和讨论部分指出，该研究成功鉴定和表征了不同繁殖力云尚黑山羊子宫组织中差异表达的 circRNAs。这些 circRNAs 参与了细胞生长和发育相关的关键生物学通路，如鞘脂信号通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路和促性腺激素释放激素（GnRH）信号通路。研究还发现了潜在的 miRNA - circRNA 相互作用和具有编码能力的 circRNAs，进一步强调了它们在生殖过程中的调控作用。这些结果为深入理解山羊繁殖力的分子机制提供了有价值的见解，为未来山羊遗传改良策略的制定奠定了坚实基础，有助于提高山羊养殖的经济效益，推动山羊养殖业的发展。
