牛肾脏高原适应机制的转录组和表观组的联合研究

来源：中国畜牧兽医杂志2026年第5期北京时间：

作者：靳帛霖, 杨雨泽, 李志超, 刘佳凡欣, 张聪聪, 陈功, 马小娟, 徐青, 王雅春

单位：1.北京交通大学生命科学与生物工程研究所，北京 1000442.北京交通大学电子信息工程学院，北京 1000443.北京交通大学数学与统计学院，北京 1000444.中国农业大学动物科学技术学院，北京 100193

摘要：目的 本研究以西藏驼峰牛与山西晋南牛为研究对象，通过分析肾脏在转录与表观遗传层面的调控特征，揭示牛肾脏组织适应高原低氧环境的关键分子机制。 方法 采集高原驼峰牛与平原晋南牛肾脏组织各5个样品进行转录组测序，利用DESeq2进行差异表达基因筛选，采用加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选与低氧适应相关的基因模块并进行功能富集分析，整合全基因组DNA甲基化数据，识别甲基化与表达负相关的候选基因，通过随机森林算法鉴定核心基因并开展基因集富集分析（GSEA）与转录因子预测。 结果 共筛选到1 695个差异表达基因，获得与低氧适应呈正相关的MEmagenta模块及呈负相关的MEred模块，模块中的关键基因富集于HIF-1信号通路、AMPK信号通路及细胞凋亡与能量代谢等生物学过程。整合组学数据结果获得ITPR3、CXXC5、LRRN2和RPS6KA2等候选关键基因，其表达水平与甲基化状态呈显著负相关，主要参与线粒体功能与氧化磷酸化等代谢通路，TFAP2A、YY1、ETS1与ZEB1被预测为上游调控因子。 结论 HIF-1和AMPK等关键通路在驼峰牛肾脏低氧适应中发挥了重要作用，且预测显示，ITPR3、CXXC5、LRRN2和RPS6KA2等基因可能受DNA甲基化与上游转录因子的共同调控。本研究结果可为牛高原适应的调控机制研究提供参考数据。

关键词：高原;牛;肾脏;加权基因共表达网络分析;DNA甲基化

基金资助：西藏自治区重点研发计划(XZ202301ZY0003N);国家现代农业产业技术体系(CARS-36)