强！金华职业技术大学教师在《Science》发表论文！

北京时间2026年3月27日，金职大农学院两头乌实验室青年教师张青博士以共同第一作者、共同通讯作者在国际著名期刊《Science》（《科学》）发表中国猪遗传育种领域首篇研究长文：“揭示家猪胎儿生长受限和妊娠心脏适应关键细胞类型及其分子机制”。这一成绩的取得，是金职大人才引育工作的重要进展。

该成果在构建全球首个哺乳动物涵盖同一个体胎儿全身115个组织及其妊娠母亲119个组织的单细胞/单核转录图谱基础上，系统鉴定全身组织890种细胞类型及其特异表达的转录因子，并进一步揭示母胎界面中胎儿尿囊绒毛膜滋养层细胞因亮氨酸转运不足而导致胎儿生长受限的分子细胞学基础，以及妊娠期间母体心脏的能量适应新机制。

图片说明：系统研究覆盖单一个体全部组织890种细胞类型转录因子表达特征并揭示家猪胎儿生长受限与妊娠心脏能量适应关键细胞类型及其分子机制。

主要创新点包括：

1. 阐明胎盘营养运输不足导致胎儿生长受限的分子细胞新机制

在我国规模化养猪生产中，弱仔发生率为5%-20%，以全国7亿头生猪养殖规模弱仔发生率的下限5%计算，每年至少产生3500万头弱仔。研究团队利用猪一胎多仔优势，整合单细胞/单核转录组、代谢组与表型组数据，并结合体外细胞系、滋养层与肌肉类器官模型、妊娠大鼠与妊娠母猪L-亮氨酸挽救实验，系统揭示生长受限胎儿尿囊绒毛膜滋养层细胞中中性氨基酸转运蛋白SLC1A5和SLC38A2显著下调，导致胎儿血液循环中L-亮氨酸水平下降，进而影响肌动蛋白与肌球蛋白合成，抑制特定肌纤维亚型（TypeII C1）比例下降，最终导致胎儿发育受阻、体重减轻。该发现为通过猪遗传改良与营养调控减少猪场弱仔发生，以及干预人类胎儿生长受限提供了重要参考。

2. 揭示母体妊娠期间心脏能量适应的新机制

妊娠期是母猪生产性能的关键阶段，母体会发生剧烈但可逆的变化。以心脏为例，母体心脏需在短期内完成血液输出量增加30%-50%、生理性肥大及代谢结构重塑等多重适应。研究团队通过比较母猪妊娠前、妊娠中和妊娠分娩后的心脏单核转录组发现，妊娠期心肌细胞脂肪酸代谢显著增强，随着心肌细胞代谢模式的转变，进一步鉴定出一种妊娠期显著增加的毛细血管内皮亚型（Cap2），其高表达脂肪酸转运基因、低表达葡萄糖转运基因，以适配心肌细胞“优先利用脂肪酸供能”的代谢需求。该发现通过细胞基因干扰实验及原代细胞代谢组分析得到进一步验证，揭示了母体孕期心脏能量适应的细胞与分子新机制，为促进健康妊娠、降低围产期死亡风险提供了重要理论依据。

3. 构建全球首个哺乳动物中覆盖同一个体全部组织的单细胞单核转录组全景图谱，系统鉴定不同组织及其细胞类型的特异转录因子

尽管编码转录因子的基因数量仅占全基因组总数约7.5%，其基因突变对表型影响却十分显著，如影响每窝0.5-1.5产活仔数的ESR1、影响6厘米体长的HMGA1、影响4公斤体重的PLAG1和影响一对排骨的VRTN均为转录因子。传统跨组织单细胞研究易受遗传背景、年龄等混杂因素干扰，难以区分差异是否真正源于细胞类型特异。该研究采用“all-from-one”设计，构建母胎同一个体119个组织部位、涵盖256万个细胞、890种精细细胞类型的单细胞全景图谱，在最大程度排除个体差异干扰下，于胎猪和妊娠母猪中分别鉴定出355个和407个细胞类型特异性转录因子，其中132个跨发育阶段保守。该成果为对精准揭示影响重要经济性状的遗传位点所对应的特定组织和细胞类型，进而深入解析经济性状的分子调控机制并将其应用于精准分子设计育种具有重要意义。

4. 跨物种保守性研究：夯实猪作为人类医学模型的理论基础

为系统评估猪不同组织细胞类型的转录组跨物种保守性，研究团队开展了大规模单细胞数据跨物种分析，整合了人类（23.3万个细胞）、小鼠（8.5万个细胞）和本研究构建的猪（45.4万个细胞）单细胞数据集。分析结果显示，三个物种在免疫、上皮、内皮、胶质、神经细胞等关键细胞类型的转录组特征、基因网络以及转录因子表达谱均呈现出高度保守性。针对本项目的主要创新点进一步分析，发现人类心脏中也存在与猪Cap2 高度相似的内皮细胞亚群，并同样高表达LPL和FABP3等脂肪酸转运基因；人类胎盘滋养层细胞与猪对应细胞类型在转录组特征上高度相似，同样高表达SLC1A5和SLC38A2基因；此外，人类胎儿肌肉组织中也存在与猪TypeIIC1肌纤维相对应的亚群，与猪类似，该亚群也高表达ACTN3基因。本研究在单细胞分辨率下系统揭示了猪与人类在多种关键细胞类型中的转录调控保守性，为阐明哺乳动物细胞类型的进化稳定性提供了重要证据。上述发现不仅深化了对跨物种细胞分子特征保守性的认识，也进一步强化了猪作为人类生理与疾病研究重要模式动物的理论依据。

作为最重要的农业动物之一，猪为人类提供了大量优质肉类资源，其产量占全球肉类消费总量的33.8%，在中国这一比例更是高达60%，直接关系到国家食物安全与可持续发展。

本项目成功构建的全球首个覆盖同一个体全部组织的猪单细胞及单核转录组全景图谱

，解析的胎儿生长受限、妊娠母猪心脏能量适应以及不同组织类型转录因子特异性的分子细胞学机制，为破解我国生猪产业每年3500万头以上的生长受限仔猪产生，提高母猪妊娠健康及特定转录因子影响重要经济性状机制研究作出了创新性重要贡献；同时也为人类妊娠心脏疾病和人类胎儿生长受限机制解析提供了不可替代的重要参考。

据悉，张青博士现为金华两头乌遗传育种与改良重点实验室核心成员，实验室聚焦金华两头乌优质种质资源挖掘利用、规模养殖标准化体系构建、猪肉品质分析及产品开发等方面开展应用基础性研究，聚焦两头乌科技创新，服务金华两头乌产业振兴发展；以高水平科技创新引领高标准技术创制，让新时代职业技能人才掌握好最先进国际科技发展。

编辑丨王璐

审核丨李君荣 卜晓斌