6月5日,生命科学学院姜延志教授研究团队在国际著名生物学期刊《eLife》(N1级、自然指数来源期刊)发表题为“A single-cell transcriptome atlas of pig skin characterizes anatomic positional heterogeneity”的研究论文,揭示出成华猪皮肤细胞异质性及独特皮厚性状形成的关键基因,该研究成果通过《eLife》期刊传统peer-review评审过程在线全文发表。生命科学学院动物学系2019级博士研究生邹琴、成都市畜禽遗传资源保护中心高级畜牧师袁蓉和华大基因(北京)技术人员张宇为论文共同第一作者,姜延志教授为论文通讯作者。
成华猪是我国著名地方猪种,其中心产区位于成都平原,其极厚皮肤性状成为该品种的重要特征,传统经典川菜“回锅肉”就需要以优质附带厚皮成华猪肉制作。在本项研究中,科研团队以皮肤厚度存在显著差异即成华猪6个不同解剖部位(头、耳、肩、背、腹、腿)和大白猪背部的皮肤组织为实验材料,利用scRNA-seq等实验技术,构建出迄今哺乳动物生理皮肤组织较为完整的单细胞转录图谱。该图谱共捕获到23.37万个皮肤细胞,鉴定出以平滑肌细胞、内皮细胞和成纤维细胞数量为主的7种细胞类型、21种细胞亚型(如所属成纤维细胞的乳头、网状和间充质3种细胞亚型),揭示出与解剖位置和品种关联的特异基因表达模式及其参与皮肤免疫反应和细胞外基质(胶原蛋白为主)合成的生物功能。
团队研究人员通过整合人类皮肤组织单细胞转录数据发现,猪与人在细胞类型组成和基因表达模式极为相似,提示猪皮肤组织可以作为在单细胞水平研究人类皮肤模型;挖掘出COL11A1、TNN、INHBA基因是影响成华猪独特皮肤厚度的关键基因,COLLAGEN和LAMININ信号通路是介导成纤维细胞与平滑肌细胞/表皮干细胞的主要细胞通讯模式。这一研究结果对特色猪种皮厚性状的选育提高提供重要应用价值,也为人类皮肤生理健康研究提供了重要理论参考。
全文摘要技术路线图
该研究得到了《成华猪保护和开发利用(2022)》和《四川省“十四五”川猪重大科技专项(2021ZDZX0008)》项目资助。课题组前期在全转录组(International Journal of Biological macromolecule,2023,IF=8.025,大类1区)和成纤维细胞来源外泌体(Journal of Nanobiotechnology,2022,IF=9.429,大类1区)研究方面已初步揭示成华猪独特皮厚性状形成的分子基础,提示成华猪独特皮厚性状形成可能源自其皮肤细胞独特性和特异基因表达,而这一固有遗传信息可能在胚胎发育早期就已被确立。
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