近期，南京农业大学动物科技学院/江苏省家畜胚胎工程研究中心肉羊创新团队张艳丽教授课题组在国际知名期刊《Advanced Science》 （IF5=15.6）在线发表原创性研究成果，题为“Comparative Single-Cell Transcriptomic Atlas Reveals the Genetic Regulation of Reproductive Traits”。该研究首次构建了覆盖绵羊生殖与中枢神经系统组织的高分辨率单细胞转录图谱，并与人类对应组织的单细胞数据进行系统整合，揭示了哺乳动物繁殖调控的保守性与特异性机制。
绵羊不仅是全球畜牧业的重要经济物种，更是解析哺乳动物繁殖调控的理想大动物模型。尽管全基因组关联研究（GWAS）已经鉴定出大量与繁殖性状相关的遗传位点，但这些位点在哪些细胞类型中发挥作用、如何通过细胞间通讯协调繁殖功能，仍然缺乏系统性的解析。
本研究构建了首个覆盖绵羊15个生殖系统和中枢神经系统（CNS）组织的高分辨率单细胞转录图谱，同时结合GWAS分析，揭示了影响绵羊终生平均产仔数的关键细胞类型、基因和信号通路，并提出了UNC5-SLIT-BMP信号级联协调下丘脑-垂体-卵巢（HPO）轴神经内分泌调控繁殖力的新模型，为肉羊繁殖性能的遗传改良提供了潜在靶点。
为系统解析哺乳动物繁殖调控的进化保守机制，研究团队构建了绵羊—人类跨物种单细胞整合数据集。基于15,748个直系同源基因的互比分析，整合109万个细胞的单细胞转录组数据，鉴定得到76种主要细胞类型，其中71.1%在绵羊与人类之间高度保守，表现出相似的基因表达模式与细胞谱系特征。研究显示，绵羊与人类在生殖及中枢神经系统的细胞组成、转录调控程序及基因调控网络方面具有显著的进化同源性。这些发现不仅为家畜繁殖性状的分子改良提供了细胞类型特异性的靶点图谱，也证实了大型家畜作为人类生殖疾病临床前研究模型的可靠性。
本文通过构建跨物种、多组织的单细胞图谱（https://csca.njau.edu.cn/），将遗传变异精确定位到特定的细胞类型和信号通路，真正实现了从“遗传位点”到“细胞类型”再到“生物学功能”的机制解析，为揭示哺乳动物生殖调控的进化规律提供了新视角。研究成果不仅为肉羊精准育种与繁殖性能提升提供了重要工具，也为人类生殖健康与复杂性状的跨物种比较研究奠定了理论基础。
南京农业大学动物科技学院赵冰茹副教授和首都医科大学基础医学院罗汉鹏博士为论文共同第一作者，南京农业大学张艳丽教授为论文通讯作者。团队带头人王锋教授为本研究提供了重要指导。本研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、中央高校基本业务费等项目的资助。
原文链接：http://doi.org/10.1002/advs.202517633
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