Breast milk is the primary source of nutrition for newborns, and is rich in immunological components. MicroRNAs (miRNAs) are present in various body fluids and are selectively packaged inside the exosomes, a type of membrane vesicles, secreted by most cell types. These exosomal miRNAs could be actively delivered into recipient cells, and could regulate target gene expression and recipient cell function. Here, we analyzed the lactation-related miRNA expression profiles in porcine milk exosomes across the entire lactation period (newborn to 28 days after birth) by a deep sequencing. We found that immune-related miRNAs are present and enriched in breast milk exosomes (p<10−16, χ2 test) and are generally resistant to relatively harsh conditions. Notably, these exosomal miRNAs are present in higher numbers in the colostrums than in mature milk. It was higher in the serum of colostrum-only fed piglets compared with the mature milk-only fed piglets. These immune-related miRNA-loaded exosomes in breast milk may be transferred into the infant body via the digestive tract. These observations are a prelude to in-depth investigations of the essential roles of breast milk in the development of the infant's immune system.

Edible plant-derived exosome-like nanoparticles (EPDELNs) are novel naturally occurring plant ultrastructures that are structurally similar to exosomes. Many EPDELNs have anti-inflammatory properties. MicroRNAs (miRNAs) play a critical role in mediating physiological and pathological processes in animals and plants. Although miRNAs can be selectively encapsulated in extracellular vesicles, little is known about their expression and function in EPDELNs. In this study, we isolated nanovesicles from 11 edible fruits and vegetables and subjected the corresponding EPDELN small RNA libraries to Illumina sequencing. We identified a total of 418 miRNAs-32 to 127 per species-from the 11 EPDELN samples. Target prediction and functional analyses revealed that highly expressed miRNAs were closely associated with the inflammatory response and cancer-related pathways. The 418 miRNAs could be divided into three classes according to their EPDELN distributions: 26 "frequent" miRNAs (FMs), 39 "moderately present" miRNAs (MPMs), and 353 "rare" miRNAs (RMs). FMs were represented by fewer miRNA species than RMs but had a significantly higher cumulative expression level. Taken together, our in vitro results indicate that miRNAs in EPDELNs have the potential to regulate human mRNA.

Background: Crossbreeding is effective for improving performance in poultry and livestock, which is mainly attributed to heterosis. For pork production, a classic three-way crossbreeding system of Duroc × (Landrace × Yorkshire) (DLY) is widely used to produce terminal crossbred pigs with stable and prominent performance. Nonetheless, studies on the transmission of genetic information and gene expression pattern of DLY have been limited. Findings: We analyzed population-scale SNPs based on 30 individuals from these three purebreds and identified 529.93 K SNPs of breed-of-origin of alleles. We also applied whole-genome sequencing of ten individuals from a DLY pig family as well as transcriptome of four representative tissues (adipose, skeletal muscle, heart, and liver) for six DLY individuals. Based on above, we identified a large number of high-confidence ASE genes, among which four ASE genes (KMO, PLIN4, POPDC3 and UGT1A6) were found to be shared over all DLY individuals. Conclusion: We suggest DLY is a more effective strategy of three-way crossbreeding among these three purebreds from genetic aspect. We suppose the numerous breed-of-origin of alleles have close association with improved performance of crossbred individuals. ASE may also play important roles on DLY three-way crossbreeding system. Our findings are valuable for understanding the transmission of genetic information and the gene expression in DLY three-way crossbreeding and may be used to guide breeding and production of pigs in the future.

Abstract Different anatomic locations of the body skin dermis come from different origins, and its positional hereditary information can be maintained in adults, while highly resolvable cellular specialization is less well characterized in different anatomical regions. Pig is regarded as excellent model for human research in view of its similar physiology to human. In this study, we performed single-cell RNA sequencing of six different anatomical skin regions from the Chenghua pig with superior skin thickness trait. We obtained 215,274 cells, representing seven cell types, among which we primarily characterized the heterogeneity of smooth muscle cells, endothelial cells and fibroblasts. We identified several phenotypes of smooth muscle cell and endothelial cell and presented genes expression of pathways such as the immune response in different skin regions. By comparing differentially expressed fibroblast genes among different skin regions, we considered TNN, COL11A1, and INHBA as candidate genes for facilitating ECM accumulation. These findings of heterogeneity in the main three cell types from different anatomic skin sites will contribute to a better understanding of hereditary information and places the potential focus on skin generation, transmission and transplantation, paving the foundation for human skin priming.

Understanding the molecular and cellular mechanisms that underlie complex traits in pigs is crucial for enhancing their genetic improvement program and unleashing their substantial potentials in human biomedicine research. Here, we conducted a meta-GWAS analysis for 232 complex traits with 28.3 million imputed whole-genome sequence variants in 70,328 individuals from 14 pig breeds. We identified a total of 6,878 genomic regions associated with 139 complex traits. By integrating with the Pig Genotype-Tissue Expression (PigGTEx) resource, we systemically explored the biological context and regulatory circuits through which these trait-associated variants act and finally prioritized 16,664 variant-gene-tissue-trait circuits. For instance, rs344053754 regulates the expression of UGT2B31 in the liver by affecting the activity of regulatory elements and ultimately affects litter weight at weaning. Furthermore, we investigated the conservation of genetic and regulatory mechanisms underlying 136 human traits and 232 pig traits. Overall, our multi-breed meta-GWAS in pigs provides invaluable resources and novel insights for understanding the regulatory and evolutionary mechanisms of complex traits in pigs and humans.