恭喜我司客户重庆三峡学院戚文华教授团队近日在《Animals》(一区Q1)在线发表“Identification of Potential miRNA–mRNA Regulatory Network Associated with Growth and Development of Hair Follicles in Forest Musk Deer”。该研究中转录组数据分析服务由元莘生物提供。林麝（Moschus berezovskii）是一种濒危的偶蹄类动物，以分泌麝香而闻名。麝香是雄性林麝香腺分泌的特殊物质，具有重要的药用功能和经济价值。毛囊（Hair follicles，HFs）是哺乳动物特有的附属器官，是皮肤附属物的重要组成部分，在皮肤再生中起着至关重要的作用。毛囊的周期性发育受到褪黑素、基因、miRNA、lncRNA和信号通路等多种因素的调控。本研究借助NGS高通量测序技术RNA-seq，检测毛囊不同生长时期mRNA和miRNA差异表达情况，同时鉴定毛囊不同生长时期差异表达mRNA与miRNA的互作及其调控网络，结果表明：差异表达mRNA和差异表达miRNA 靶基因显著富集到毛囊生长发育相关的信号通路。本研究为毛囊的生长发育提供了潜在的miRNA-mRNA调控机制。
本研究从重庆市药物种植研究所和四川养麝研究所采集了林麝的毛囊（生长期和退行期），每个时期采集了至少3个生物重复样本，对上述样品分别进行mRNA-seq和miRNA-seq（元莘生物），并对测序数据进行统计和差异分析，获得不同发育阶段差异表达的mRNA（565个DE-mRNA）和miRNA（186个DE-miRNA）。通过对差异表达mRNA和差异表达miRNA靶基因进一步富集和靶向富集分析，发现差异表达mRNA显著富集到Wnt、Notch和黑色素合成等与毛囊生长发育相关的信号通路上。为进一步筛选共表达关键基因，构建了差异表达基因的共表达网络和PPI蛋白互作网络。本研究对13个样本的DEGs进行热图聚类分析，结果表明生长期和退行期差异基因的聚类效果显著（Fig 1A）。有12,654个基因在两个时期共表达，355个基因在生长期特异表达，593个基因在退行期特异表达（Fig 1B）。与毛囊退行期相比，在毛囊生长期中，共发现565个DEGs。另外，本研究还构建了13个样本的DE-miRNAs热图，结果显示DE-miRNAs的聚类效果显著（Fig 1C）。在毛囊生长期和退行期，分别有963、866个known-miRNA，以及184、154个novel-miRNA。其中，979个miRNA 在两个时期共表达，168个miRNA在生长期表达，41个miRNA在退行期表达（Fig 1D）。
Fig 1.DE-mRNA和DE-miRNA的差异表达和热图分析
在林麝毛囊生长发育相关Notch信号通路和黑色素合成通路中，本研究后续使用STRING识别获得DE-miRNA靶基因互作关系，再依据DE-miRNA与靶基因的互作关系，借助cytoscape构建DE-miRNA与其靶基因相互调控网络和可视化。在Notch信号通路中，有209对DE-miRNAs及其靶基因参与调控林麝毛囊的生长发育；而在黑色素合成通路中，有269对DE-miRNAs及其靶基因参与调控毛囊的发育（Fig 2）。结果表明：Notch信号通路和黑色素合成通路中DE-miRNA与其靶基因的相互调控网络具有复杂的调控关系，揭示了林麝毛囊发育过程的复杂调控机制。本研究获得与林麝毛囊生长发育相关DEGs和DE-miRNA，为林麝育种提供了分子/遗传资源，将有助于揭示林麝的毛发调控机制，为林麝养殖提供服务。
Fig 2.Notch和黑色素合成通路中DE-miRNA和靶基因的互作调控网络
原文链接：
Animals | Free Full-Text | Identification of Potential miRNA–mRNA Regulatory Network Associated with Growth and Development of Hair Follicles in Forest Musk Deer (mdpi.com)
