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摘要
目的筛选并分析刚地弓形虫慢性感染小鼠脑转录组差异表达基因（DEG），分析与抑郁相关的犬尿氨酸（KYN）通路DEG的相对转录水平，为探究弓形虫慢性感染导致小鼠抑郁样症状的机制提供理论依据。方法18只SV129雄性小鼠随机平均分为感染组和对照组。感染组小鼠腹腔注射ME49株速殖子120个（200μl），对照组注射等体积的磷酸缓冲液，感染后3个月收集感染组和对照组小鼠脑组织，提取小鼠脑组织总RNA进行转录组测序，筛选DEG，对DEG进行聚类分析、基因本体（GO）功能注释分析、京都基因与基因组百科全书（KEGG）功能注释和富集分析。选取与抑郁症相关的KYN通路的8个DEG，分别为γ干扰素（IFN-γ）、吲哚胺2, 3-双加氧酶1 (IDO1)、 IDO2、犬尿氨酸酶（KYNU）、犬尿氨酸-3-单氧化酶（KMO）、 3-羟基邻氨基苯甲酸3,4-二加氧酶（3-HAO）、波形蛋白（Vim）和脑源性神经营养因子（BDNF），以甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因为内参，实时荧光定量PCR (qRT-PCR)检测各个基因的相对转录水平。结果感染组和对照组小鼠脑转录组的DEG共2 295个，其中上调2 016个，下调279个。GO分析结果显示，生物过程中富集最显著的是定位，共257个DEG；细胞组分中富集最显著的是蛋白复合物，共425个DEG；分子功能中富集最显著的是分子转导活性，共177个DEG。生物过程、细胞组分和分子功能富集DEG数量最多的分别是细胞过程、细胞组分和结合，分别有1 039、1 240、1 088个DEG。KEGG分析结果显示，功能注释分析上调居前3位的代谢通路分别为免疫系统、信号转导、病毒性传染病，下调居前3位的分别为信号转导、信号分子和相互作用、免疫系统；功能富集分析结果显示77条通路富集显著。与抑郁症相关的信号通路有肿瘤坏死因子、神经活性配体-受体相互作用、 NF-kappa B、 JAK-STAT、坏死性凋亡、细胞凋亡、趋化因子、 KYN通路等。qRT-PCR结果显示，以对照组小鼠相对转录水平为100%，感染组小鼠IFN-γ、 IDO1、 IDO2、 KYNU、 KMO、 3-HAO和Vim等7个基因的相对转录水平分别为3 023.08%、 355.52%、190.17%、 496.55%、 339.92%、 212.74%、 507.34%，较对照组的转录水平显著上调（t=3.782、 3.749、 3.226、2.908、 2.533、 5.656、 2.948，均P <0.05或0.01）; BDNF的相对转录水平为63.32%，转录水平显著下调（t=2.398,P <0.05）。IFN-γ、IDO1、IDO2、KYNU、KMO、3-HAO、BDNF、Vim等8个基因qRT-PCR获得的差异倍数分别为4.96、 1.74、 0.89、 2.10、 1.60、 1.06、-0.94、 2.18，转录组测序获得的差异倍数分别为7.30、0.55、 0.80、 3.83、 2.75、 3.53、-0.86、 1.93。qRT-PCR与转录组测序获得的转录趋势一致。结论筛选获得刚地弓形虫慢性感染小鼠脑转录组DEG，弓形虫慢性感染小鼠中枢神经系统免疫持续激活，与抑郁症相关的KYN通路的7个DEG的转录水平上调。
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单位公共卫生学院; 南方医科大学
