轉(zhuǎn)錄組分析揭示氨脅迫對鯉魚肝胰腺內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑的影響

 

材料

普通鯉魚（45.44±2.57g）取自中國哈爾濱市黑龍江水產(chǎn)研究院呼蘭養(yǎng)魚場。在實(shí)驗(yàn)條件下養(yǎng)殖20天，期間溶解氧、水溫和pH值是：5.0±0.65mg/L,23±0.63?C,7.50±0.81。

實(shí)驗(yàn)方法

一個對照組和一個治療組（96小時氨水脅迫，0.85mg/LNH3），采樣時間設(shè)置為0小時（對照組）、12小時、48小時和96小時（治療組）。其他驗(yàn)證方法：RT-PCR驗(yàn)證轉(zhuǎn)錄
組數(shù)據(jù)一致性性；TUNEL分析和免疫熒光實(shí)驗(yàn)。

測序策略

IlluminaHiSeq；取0小時（對照組：L01、L02、L03），氨脅迫96小時（實(shí)驗(yàn)組：L04、L05、L06）作為轉(zhuǎn)錄組分析，每組3個重復(fù)，構(gòu)建了6個測序文庫。

研究背景

鯉魚是全球養(yǎng)殖最廣泛的魚類。隨著養(yǎng)殖密度的增加，鯉魚養(yǎng)殖面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境壓力。氨是一個重要的環(huán)境脅迫因素，對繁殖過程產(chǎn)生重大影響。對魚類的毒性作用通常被認(rèn)為是由NH3引起的，NH3是高度脂溶性的，由于氨在生物體內(nèi)積累，它很容易通過細(xì)胞膜，疾病在鰓、腎和肝組織中，降低免疫力，阻礙生長，甚至死亡。然而，關(guān)于致病性和應(yīng)激的分子機(jī)制的基本基因組信息尚不充分。

主要內(nèi)容

用RNA-seq技術(shù)研究氨脅迫下鯉魚肝胰腺的基因表達(dá)譜，共有3367個單基因被鑒定為與氨脅迫相關(guān)的差異表達(dá)基因（DEG）。1724DEG下調(diào)，1643DEG上調(diào)。KEGG分析將這些DEG的代謝
途徑分為49個不同的terms。85個DEGs顯著富集在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ko04141）的蛋白質(zhì)加工途徑中。許多DEG在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ERS）途徑和ko04141通路中的未折疊蛋白反應(yīng)（UPR）信號通路中顯著富集。ERS和UPR通路參與了肝胰腺細(xì)胞對氨應(yīng)激的反應(yīng)。RT-PCR和轉(zhuǎn)錄組學(xué)結(jié)果表明，PERK-eIF2α和IRE1-xbp1通路參與了氨脅迫誘導(dǎo)的肝胰腺細(xì)胞對ERS的反應(yīng)。TUNEL分析結(jié)果證實(shí)，氨脅迫誘導(dǎo)肝胰腺細(xì)胞凋亡。此外，在氨脅迫下，ERS通過PERK-eIF2α-CHOP和IRE1-XBP1-CHOP信號通路誘導(dǎo)肝胰腺細(xì)胞凋亡。該文為鯉魚的應(yīng)激反應(yīng)提供了新的思路，是首次對氨脅迫下鯉魚肝胰腺轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了研究。