基于转录组数据分析环形泰勒虫对诱导宿主细胞转化相关基因的影响

作者：赵保才; 赵帅阳; 关贵全; 罗建勋; 曹天行; 张志刚; 石苗; 刘军龙^*; 赵洪喜^*

来源：畜牧兽医学报, 2022, 53(12): 4398-4409.

• 环形泰勒虫
• 牛单核细胞
• 转录组
• 信号通路

本试验主要通过研究布帕伐醌(BW720)处理前后，环形泰勒虫转化牛单核细胞(TaNMⅠ)转录组数据的变化情况，为进一步研究环形泰勒虫诱导宿主细胞转化的分子机制奠定基础。以环形泰勒虫感染的牛单核细胞为试验材料，设置对照组(二甲基亚砜，DMSO)和试验组(BW720),利用Illumina HiSeq4000测序平台进行高通量测序，将测序得到的原始数据(Raw reads)与GenBank和Rfam数据库进行比对过滤，通过质控获得最终数据(Clean read)。利用Venn分析软件筛选出DMSO组和BW720组中差异表达明显的基因，进行功能注释(GO)以及信号通路(KEGG)分析。随机选择10个基因，利用荧光定量PCR(qPCR)检测基因在不同处理条件下细胞中的表达量。在验证测序结果的准确性后，选出差异表达明显的基因，分析其在TaNMⅠ细胞的凋亡、增殖等信号通路方面的作用。结果显示：BW720组和DMSO组中分别得到6 854 019 704和6 627 265 854条Raw reads,过滤、质控后分别得到22 925 606和22 171 427条Clean reads。BW720组和DMSO组中筛选出差异表达明显的基因共计4 054个(P<0.05),其中，2 146个基因显著上调，1 908个基因显著下调；进一步筛选出共同差异表达的基因367个，其中，显著上调的196个，显著下调的171个。同时，qPCR验证随机选择10个基因的表达趋势与转录组测序结果一致，表明测序结果可靠。然后对差异表达基因进行GO功能注释，筛选到与细胞增殖相关的20个生物学过程、15个细胞组分以及11个分子功能条目。KEGG富集分析结果显示，在Top20的信号通路中筛选出与环形泰勒虫转化细胞有关的一些信号通路，如：癌症信号通路、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等。对这些信号通路进一步分析发现：PI3KR3、FOXO1、IL23A、FZD3、AKT、MMP9等基因在环形泰勒虫转化细胞的研究中也有相关文献的报道。本研究表明，在TaNMⅠ细胞中DAPK1、FZD3、FOXO3、PI3KR3等可能在感染细胞无限增殖的过程中发挥作用，为后续研究TaNMⅠ细胞无限增殖机制奠定了基础。

• 单位
  宁夏大学; 中国农业科学院兰州兽医研究所; 家畜疫病病原生物学国家重点实验室