本文關(guān)鍵詞：加權(quán)基因共表達網(wǎng)絡分析（WGCNA）篩選豬卵母細胞脂肪沉積相關(guān)基因

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【摘要】：脂滴作為細胞內(nèi)儲存能量的細胞器,能夠調(diào)節(jié)脂肪酸的貯存和利用,進而調(diào)節(jié)能量平衡。并且具有信號轉(zhuǎn)導、免疫等功能。在卵母細胞成熟、受精以及早期胚胎發(fā)育的過程中,脂滴是卵母細胞內(nèi)內(nèi)源性脂質(zhì)的來源,為卵母細胞提供能量。但是卵母細胞內(nèi)脂質(zhì)的異常沉積提高卵母細胞凍存的敏感性,阻礙卵母細胞凍存。本研究主要根據(jù)豬卵母細胞相比于其他哺乳動物卵母細胞高脂滴含量的生理特點,將其作為研究卵母細胞脂質(zhì)沉積的模型,利用基因芯片數(shù)據(jù)對豬卵母細胞與顆粒細胞復合物轉(zhuǎn)錄組進行分析,探尋豬卵母細胞脂質(zhì)沉積的分子機理。得到主要結(jié)果如下：1.利用對豬卵母細胞的蘇丹Ⅲ染色和油紅O染色以及豬脂肪組織的HE染色,進一步驗證了豬卵母細胞內(nèi)脂滴含量豐富的生理學特點。2.為了探究豬卵母細胞脂質(zhì)沉積的相關(guān)分子機制,我們首先對豬8個組織(卵母細胞卵丘細胞復合體(COCs)、脂肪、肌肉、肝臟、肺、腎臟、血液、睪丸)進行了非監(jiān)督層次聚類分析,通過聚類分析發(fā)現(xiàn)卵母細胞卵丘細胞復合體(COCs)與脂肪組織屬于同一個分支下而與其他組織分開。同為生殖相關(guān)的睪丸與卵母細胞卵丘細胞復合體聚類距離較遠。說明豬卵母細胞卵丘細胞復合體與脂肪組織在表達模式上與其他組織相比更為相似�？赡茉谥|(zhì)沉積方面存在相似之處。3.為進一步探究卵母細胞與脂肪組織的相似之處,我們利用WGCNA的分析方法,對豬不同部位的8個組織進行加權(quán)基因共表達網(wǎng)絡分析,探尋不同組織特異表達模塊以及脂滴沉積相關(guān)模塊。最終分別在卵母細胞、脂肪、睪丸、肺、血液、肌肉中找到了組織特異的模塊。并且組織特異模塊相關(guān)系數(shù)普遍達到了0.8以上,個別模塊相關(guān)系數(shù)達到了0.95以上,說明組織特異性模塊在該組織中相對特異性表達。通過對特異模塊進行功能富集分析,我們發(fā)現(xiàn)不同的組織相關(guān)模塊,在功能富集分析上與該組織生物學功能密切相關(guān)。進一步證明了該方法具有較高的可靠性。4.最終找到一個與脂滴沉積表型高度相關(guān)的包含34個基因的模塊(r=0.9)。對該模塊的功能富集分析發(fā)現(xiàn)其主要富集在脂肪代謝過程、磷脂代謝等方面,與脂滴形成過程相關(guān)。在這34個基因中包含5個基因卵母細胞與脂肪組織特異性表達。5.為進一步縮小篩選基因范圍,我們對脂滴相關(guān)模塊進一步分析,找到10個與模塊內(nèi)其他基因相比具有較高連接度的樞紐基因。在這10個樞紐基因中有4個基因卵母細胞與脂肪組織共同高表達,并且比其他6個組織顯著高表達,8個樞紐基因是已經(jīng)報道的與脂肪代謝、脂滴形成、肥胖相關(guān)。其中包含脂肪酸合成酶(Fatty acid synthase (FASN))、組織蛋白酶K(cathepsin K (CTSK))、白介素6(IL6)、圍脂滴蛋白(PLINI,又稱Perilipin)、ATP citrate lyase (ACLY)等這些已經(jīng)熟知的與脂肪代謝密切相關(guān)的基因。另外兩個基因TMEM229A和PATL1目前沒有相關(guān)報道與脂滴形成相關(guān),可以重點作為下一步與脂滴沉積相關(guān)研究的目的基因。以上結(jié)果揭示了豬卵母細胞與脂肪組織在脂質(zhì)沉積方面的共表達模式。我們最終找到了與脂滴沉積相關(guān)的模塊,并且篩選得到一些可能與卵母細胞脂肪沉積的基因。為進一步探究卵母細胞脂質(zhì)沉積提供目的基因。
【關(guān)鍵詞】：豬 卵母細胞 脂滴 WGCNA 模塊
【學位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S828
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 高頻詞對照表9-13
• 1 文獻綜述13-26
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 細胞內(nèi)脂滴研究進展14-19
• 1.2.1 脂滴的起源14-15
• 1.2.2 脂滴的形成過程15-17
• 1.2.3 脂滴的動態(tài)過程17
• 1.2.4 脂滴的生物學功能17-18
• 1.2.5 脂滴對卵母細胞的影響18-19
• 1.3 WGCNA研究進展19-25
• 1.3.1 共表達網(wǎng)絡分析基本思想19
• 1.3.2 WGCNA算法基礎(chǔ)19-20
• 1.3.3 WGCNA構(gòu)建網(wǎng)絡步驟20-25
• 1.3.3.1 定義相似矩陣20-21
• 1.3.3.2 定義鄰接矩陣21-22
• 1.3.3.3 確定基因之間相異度22
• 1.3.3.4 識別基因模塊22-23
• 1.3.3.5 模塊與表型性狀相關(guān)聯(lián)23
• 1.3.3.6 尋找樞紐基因23-24
• 1.3.3.6 WGCNA應用實例介紹24
• 1.3.3.7 WGCNA相關(guān)術(shù)語解釋24-25
• 1.4 研究目的與意義25-26
• 2 實驗材料與方法26-31
• 2.1 實驗材料26-28
• 2.1.1 實驗動物26
• 2.1.2 實驗儀器與主要試劑26-27
• 2.1.3 實驗試劑27-28
• 2.1.4 常用實驗試劑配制28
• 2.2 實驗方法28-31
• 2.2.1 樣本采集28
• 2.2.2 卵母細胞形態(tài)學觀察28-29
• 2.2.3 豬皮下白色脂肪及小鼠棕色脂肪形態(tài)學觀察29-30
• 2.2.4 總RNA提取30
• 2.2.5 總RNA質(zhì)檢30
• 2.2.6 芯片雜交與處理30-31
• 2.2.7 差異基因及聚類分析31
• 2.2.8 模塊內(nèi)基因功能聚類分析31
• 3 實驗結(jié)果31-42
• 3.1 豬卵母細胞脂滴表型分析31-32
• 3.2 表達譜芯片數(shù)據(jù)預處理與重注釋32-33
• 3.3 不同組織的表達譜芯片數(shù)據(jù)層次聚類分析33
• 3.4 豬卵母細胞與脂肪細胞共同特異表達基因33-35
• 3.5 基因共表達網(wǎng)絡分析35-42
• 3.5.1 去除離群樣本35
• 3.5.2 確定軟閾值35-37
• 3.5.3 識別基因共表達模塊37
• 3.5.4 模塊與性狀之間的關(guān)系37-39
• 3.5.5 相關(guān)模塊功能聚類分析39-40
• 3.5.6 脂滴沉積相關(guān)模塊樞紐基因40-42
• 4 討論42-47
• 4.1 芯片的重注釋與數(shù)據(jù)預處理42-43
• 4.2 卵母細胞與脂肪組織共同特異表達基因43-44
• 4.3 脂滴表型相關(guān)模塊44-46
• 4.4 豬卵母細胞與脂肪組織脂滴的異同46-47
• 5 結(jié)論47-49
• 參考文獻49-62
• 致謝62-64
• 附錄64-69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 林行眾;張忠華;楊清;黃三文;;黃瓜共表達基因模塊的識別及其特點分析[J];農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學報;2015年09期

2 秦先紅;潘紅梅;張亮;陳磊;王金勇;朱礪;;細胞內(nèi)脂滴定量分析的方法比較[J];中國農(nóng)業(yè)大學學報;2014年05期

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本文編號：972137