单细胞测序揭示家猪胸腰椎发育的相关机制

猪体细胞数量性状是猪遗传育种的重要研究方向之一。11月底，记者从中国科学院昆明动物研究所获悉，该所张亚平院士研究团队与合作者利用单细胞测序技术，对猪的发育和肋骨形成过程中的胸腰椎进行了细胞群鉴定和基因差异表达分析。国际期刊《基因组学、蛋白质组学和生物信息学》发表了这一成果。

不同家猪品种的胸椎和腰椎数量差异很大，与猪的体长密切相关，是重要的经济性状。长期以来，胸腰椎数量变异和发育转化的机制尚不清楚。由于胸腰椎体节的发育过程与早期胚胎发育阶段相对应，相应体节的收集和研究存在诸多困难，导致该过程中基因表达调控机制的研究面临诸多挑战。

最近，研究团队通过显微操作，获得了家猪胚胎受精后27天胸腰椎交界处脊柱和肋骨原基的单细胞。研究发现，胸椎和腰椎的细胞组成没有显著差异，均由成骨细胞、成纤维细胞、软骨细胞、基质细胞、造血内皮细胞和间充质干细胞六组细胞组成。虽然胸腰椎单个细胞群的组成没有差异，但亚组的细胞数量有差异。根据准发育时间和RNA率分析，胸腰椎发育和肋骨形成主要有成骨和血管生成两个发育过程。

进一步分析表明，Hoxa10基因在胸椎和腰椎中差异表达，在胸椎细胞中几乎不表达，而在腰椎细胞中高表达，主要表达于成骨细胞。研究发现，Hoxa10在腰椎成骨细胞中的高表达主要集中在非编码区。通过链特异性表达分析，发现该基因的高表达主要来源于正链表达，研究者推测其在胸腰椎转化过程中起到了相应的作用。

本研究提供了丰富的数据，有助于其他动物模型的研究，促进人们对脊椎动物胸腰椎发育和转化机制的认识。