High-altitude acclimatization is a representative example of vertebrates’ acclimatization to harsh and extreme environments. Previous studies reported sufficient evidence for a molecular genetic basis of high-altitude acclimatization, and genomic patterns of genetic variation among populations and species have been widely elucidated in recent years. However, understanding of the miRNA role in high-altitude acclimatization have lagged behind, especially in non-model species. To investigate miRNA expression alterations of goats that were induced by high-altitude stress, we performed comparative miRNA transcriptome analysis on six hypoxia-sensitive tissues (heart, kidney, liver, lung, skeletal muscle, and spleen) in two goat populations from distinct altitudes (600 and 3000 m). We obtained the expression value of 1391 mature miRNAs and identified 138 differentially expressed (DE) miRNAs between high and low altitudes. Combined with tissue specificity analysis, we illustrated alterations of expression levels among altitudes and tissues, and found that there were coexisting tissue-specific and -conserved mechanisms for hypoxia acclimatization. Notably, the interplay between DE miRNA and DE target genes strongly indicated post-transcriptional regulation in the hypoxia inducible factor 1, insulin, and p53 signaling pathways, which might play significant roles in high-altitude acclimatization in domestic goats. It’s also worth noting that we experimentally confirmed miR-106a-5p to have a negative regulation effect on angiogenesis by directly targeting FLT-1. These results provide insight into the complicated miRNA expression patterns and regulatory mechanisms of high-altitude acclimatization in domestic goats.

高海拔适应性是脊椎动物适应恶劣和极端环境的典型示例。先前的研究报道了高海拔适应的分子遗传基础的充分证据，并且近年来已广泛阐明了种群和物种间遗传变异的基因组模式。但是，对miRNA在高海拔环境中的作用的了解已经落后，尤其是在非模型物种中。为了研究高海拔应激诱导的山羊miRNA表达变化，我们对来自不同海拔高度的两个山羊种群的六个缺氧敏感组织（心脏，肾脏，肝脏，肺，骨骼肌和脾脏）进行了比较miRNA转录组分析（600和3000 m）。我们获得了1391个成熟miRNA的表达值，并确定了高海拔和低海拔之间的138个差异表达（DE）miRNA。结合组织特异性分析，我们举例说明了海拔高度和组织之间表达水平的变化，并发现存在针对缺氧适应的组织特异性和保守机制共存。值得注意的是，DE miRNA与DE目标基因之间的相互作用强烈表明了缺氧诱导因子1，胰岛素和p53信号通路中的转录后调控，这可能在家山羊的高海拔适应中发挥重要作用。值得注意的是，我们通过实验证实miR-106a-5p通过直接靶向可对血管生成产生负调控作用 结合组织特异性分析，我们举例说明了海拔高度和组织之间表达水平的变化，并发现存在针对缺氧适应的组织特异性和保守机制共存。值得注意的是，DE miRNA与DE目标基因之间的相互作用强烈表明了缺氧诱导因子1，胰岛素和p53信号通路中的转录后调控，这可能在家山羊的高海拔适应中发挥重要作用。值得注意的是，我们通过实验证实miR-106a-5p通过直接靶向可对血管生成产生负调控作用 结合组织特异性分析，我们举例说明了海拔高度和组织之间表达水平的变化，并发现存在针对缺氧适应的组织特异性和保守机制共存。值得注意的是，DE miRNA与DE目标基因之间的相互作用强烈表明了缺氧诱导因子1，胰岛素和p53信号通路中的转录后调控，这可能在家山羊的高海拔适应中发挥重要作用。值得注意的是，我们通过实验证实miR-106a-5p通过直接靶向可对血管生成产生负调控作用 并发现存在针对缺氧适应的组织特异性和保守机制。值得注意的是，DE miRNA与DE目标基因之间的相互作用强烈表明了缺氧诱导因子1，胰岛素和p53信号通路中的转录后调控，这可能在家山羊的高海拔适应中发挥重要作用。值得注意的是，我们通过实验证实miR-106a-5p通过直接靶向可对血管生成产生负调控作用 并发现存在针对缺氧适应的组织特异性和保守机制。值得注意的是，DE miRNA与DE目标基因之间的相互作用强烈表明了缺氧诱导因子1，胰岛素和p53信号通路中的转录后调控，这可能在家山羊的高海拔适应中发挥重要作用。值得注意的是，我们通过实验证实miR-106a-5p通过直接靶向可对血管生成产生负调控作用FLT-1。这些结果提供了对家山羊高海拔适应的复杂miRNA表达模式和调控机制的见解。