猪下丘脑miRNA的鉴定、表达谱和功能研究

猪的生长发育和肉质性状的分子遗传机制一直以来都是动物遗传育种研究的热点领域，生长速度快、高瘦肉率猪种的培育对于提升我国养猪业水平，提高人民生活品质都具有极为重大的意义。本项目以下丘脑这一能量代谢平衡的中枢为切入点，运用现今主流的miRNA芯片技术，在不同的生长发育时期上研究脂肪型猪种和瘦肉型猪种下丘脑miRNA的表达谱差异，从系统的角度得到不同猪种间差异显著的关键miRNA, 定量分析验证miRNA芯片的结果，并利用生物信息学获得相应的miRNA的靶基因，结合基因功能注释和代谢途径分析，挖掘出对猪生长发育和肉质有重要关联的新靶基因，从而为揭示脂肪型猪种和瘦肉型猪种在RNA水平上遗传机制的差异奠定良好的基础，同时也为猪生长及肉质性状的分子改良提供新的思路。

下丘脑组织作为能量代谢的中枢，在机体营养摄入和能量平衡上都起着关键性的调节作用，从而间接影响猪的生长和肉质品质。MicroRNAs（miRNAs）是一类非编码的小RNA分子，对基因转录和转录后的表达调控都起着非常重要的作用，近年来越来越多的猪miRNA被逐步鉴定，但是对于猪下丘脑miRNA 的研究仍然知之甚少。本研究首先运用小RNA测序技术发现了14129397条read序列，通过筛选之后一共发现了674条下丘脑表达的miRNA。之后结合miRBase 16.0中猪的miRNA序列设计探针进行miRNA芯片表达检测，首次发现了175条在下丘脑不同生长时期均表达的miRNA，并鉴定了37条含有6种不同表达模式的差异表达miRNA，对其靶基因预测发现了许多重要的功能候选基因，如分裂原活化蛋白激酶4, 共济失调蛋白3, 补体因子备解素, IgG的Fc 组分高亲和性Ia 受体等，接着利用Gorilla功能预测工具发现这些候选基因的作用涉及脂肪酸代谢，酰基甘油代谢过程，能量耦合质子跨膜转运，三磷酸腺苷水解和质子转运，甘油三酯代谢，甘油二酯的生物代谢等生物代谢过程，显示了下丘脑差异表达的miRNA可能在猪脂肪形成和能量代谢过程中具有极为重要的调控作用。之后我们比较了金华猪和大约克猪下丘脑组织不同生长时期的miRNA表达谱，发现了15条唯一的可以在两个猪种中差异表达的miRNA，其中60日龄11条，120日龄2条和180日龄4条，这些miRNA的靶基因在不同生长时期共同调控平滑肌细胞的凋亡和内皮细胞的分化过程，胰岛素生长因子1和低密度脂蛋白受体相关蛋白6则是其中最主要的两个调节基因，而其他许多与免疫，生长和能量代谢有关的重要功能基因也相应被鉴定，如骨形成蛋白6，内皮素1，肿瘤坏死因子，干扰素伽玛，胰岛素生长因子1受体等。综上所述，本研究系统地研究了金华猪和大约克猪下丘脑组织miRNA不同生长时期的差异表达谱，鉴定了差异miRNA潜在调控的生物学过程和与生长和脂肪性状有重要关联的关键基因，从而为揭示下丘脑miRNA对猪生长和肉质性状调控的分子机制奠定坚实的基础。