麝香是林麝、麝鼠等成熟雄体腹部下方位于肚脐和生殖器之间的生长腺体及香囊中的分泌物，麝香的香味浓郁而独特，远闻犹如花香、脂粉、奶香、辛辣等气味，沁人心脾，具有重要的药物和化妆品应用价值。然而，由于缺乏相关麝香分泌物种的全面的多组学分析平台，目前人们对于麝香分泌的分子机制的研究尚浅。

为此，成都大学和重庆市药物种植研究所联合多家单位于2025年2月26日在著名期刊GigaScience上发表了题为“Multiomics analysis provides insights into musk secretion in muskrat and musk deer”的学术论文。成都大学王滔博士、杨茂森硕士和四川省药品检验研究院（四川省医疗器械检测中心、四川养麝研究所）的石鑫研究实习员为共同第一作者。成都大学李地艳教授和重庆市药物种植研究所竭航研究员为论文的共同通讯作者。尊龙凯时提供多组学数据库平台的搭建等技术支持。

主要研究成果

1. 完成两种麝香分泌哺乳动物（林麝和麝鼠）的高质量染色体级别基因组组装。

2.通过比较基因组、单细胞转录组和三维基因组等方法，解析林麝与麝鼠适应性趋同进化的基因和通路。

3.成功开发一个开源、公开访问、用户友好型的麝香分泌哺乳动物多组学平台MuskDB: http://muskdb.cn/home/。

研究结果

1.麝鼠和林麝高质量基因组组装

利用ONT长读长测序技术、高通量双端测序技术和Hi-C技术成功组装了麝鼠和林麝的高质量染色体级别基因组。麝鼠基因组大小为2.48Gb，scaffold N50和contig N50分别为90.66Mb和60.53Mb，BUSCO值达到96.95%。林麝基因组大小为2.83Gb，scaffold N50和contig N50分别为105.82Mb和69.45Mb。在麝鼠基因组中共识别到23,260个蛋白编码基因，预测1,013.31Mb的转座因子。林麝基因组中共识别到24375个蛋白编码基因，预测1539.41Mb的转座因子。此外，在麝鼠和林麝基因组中发现181个扩张的基因家族和134个收缩的基因家族，分别涉及细胞周期、有丝分裂过程和嗅觉信号通路、免疫相关过程。

2.林麝和麝鼠的正向选择和快速进化基因挖掘

利用林麝、麝鼠、牛等12个物种的基因组进行比较基因组分析，作者鉴定了麝鼠和林麝中的正向选择基因和快速进化基因，这些基因主要与脂质代谢、蛋白质结合、细胞周期调节和免疫活动相关。此外，作者还挖掘到两个麝香分泌中的关键调控基因：GBA和ACSL5，均与脂质代谢通路相关，两个物种的脂质代谢途径中表现出明显的快速进化特征。

3.单细胞转录组维度挖掘麝香腺麝香分泌机制

通过单细胞RNA测序技术对麝鼠的麝香腺中采集的分泌和非分泌阶段组织样本进行单细胞分离和测序，获得分泌阶段12,128个细胞和非分泌阶段7,270个细胞的转录组数据。通过UMAP分析，作者最终鉴定了13种不同的细胞类型，发现腺泡细胞/腺上皮细胞的数量在麝香分泌阶段显著增加，这些细胞主要涉及激素水平调节、脂质生物合成和有机酸转运等过程，在麝香分泌过程中发挥重要作用。

4.麝香分泌的染色质结构动态变化

作者通过Hi-C技术进一步研究麝香腺在分泌和非分泌阶段的染色质结构变化，发现染色质区室的显著变化，并且一些TADs在分泌阶段表现出更高的绝缘评分。此外，一些基因在分泌阶段表现出更多启动子-增强子相互作用（PEIs）。GBA和ACSL5等基因在染色质结构变化中表现出显著的功能差异，可能在麝香分泌中发挥关键作用。

5.麝香分泌哺乳动物多组学平台：MuskDB

基于以上的麝香分泌哺乳动物多组学数据，作者开发了开放访问的MuskDB数据平台。该数据平台中包含麝鼠和林麝的47,635个基因条目，以及831个生物学途径的信息。另外，还囊括了103份转录组数据、2组单细胞转录组数据、3组Hi-C数据。MuskDB数据平台还内嵌了多种实用多组学分析工具，包括序列比对、Hi-C查询、基因序列提取、转座元件、基因共线性展示、系统发育树构建、基因表达和单细胞基因表达查询等，可以帮助研究人员通过多种组学多维度的探究麝香分泌机制，推动麝香分泌哺乳动物麝香分泌机制的研究。

总结

本研究完成两种麝香分泌哺乳动物的高质量染色体级别基因组组装。通过多组学分析发现，脂质代谢基因通过适应性趋同进化驱动香腺功能形成，揭示了腺泡上皮细胞增殖分化是麝香合成核心关键。并成功开发一个公开访问、用户友好型的麝香分泌哺乳动物多组学平台MuskDB。