發(fā)布時間：2018-01-15 06:33

  本文關鍵詞：弓形蟲感染對小鼠、豬脾肝基因表達的影響　出處：《中國農業(yè)科學院》2016年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 弓形蟲 基因表達 脾臟 肝臟

【摘要】：弓形蟲是一種寄生于真核細胞內的頂復門原蟲。它能通過其自身蛋白改變宿主細胞信號通路狀態(tài)、調節(jié)宿主基因的表達量,進而影響宿主的生命活動進程。本課題通過RNA-seq和iTRAQ技術、生物信息學分析、定量PCR驗證等技術,對弓形蟲感染后小鼠和豬的脾肝轉錄組、miRNA和蛋白組進行了研究。通過對小鼠感染弓形蟲后脾臟的轉錄組進行分析,發(fā)現(xiàn)弓形蟲感染能引起脾臟的免疫相關通路或組分上調。免疫細胞在脾臟中的含量可能會上升,因為趨化這些免疫細胞移動的趨化因子在脾臟中表達上調。此外,脾臟細胞的細胞器組分在弓形蟲感染過程中發(fā)生改變,包括線粒體和內質網組分。通過檢測小鼠脾臟感染弓形蟲后miRNA的表達量,我們發(fā)現(xiàn)在小鼠脾臟差異表達的miRNA中,既有靶向轉錄因子的miRNA,也有靶向凋亡通路的miRNA。這提示弓形蟲可以通過改變靶向轉錄因子的miRNA表達量來間接地調節(jié)宿主基因的表達。同時,弓形蟲也可以通過改變靶向細胞凋亡相關基因的miRNA表達來調控宿主細胞凋亡進程;靶向凋亡相關基因的結果則取決于促進凋亡和抑制凋亡的miRNA之間的平衡。通過對小鼠感染弓形蟲后的肝臟蛋白組進行檢測和分析,我們發(fā)現(xiàn)小鼠肝臟表達上調的蛋白集中在免疫、感染以及蛋白折疊相關通路,而下調的蛋白則集中在代謝通路。對小鼠肝臟轉錄組分析結果表明,iTRAQ檢測的結果準確、可靠。此外,通過分析轉錄組數(shù)據(jù)我們還發(fā)現(xiàn),肝臟膽汁合成和分泌通路在弓形蟲感染中被顯著下調。通過轉錄因子富集,我們發(fā)現(xiàn)下調的基因有很大一部分是由PPAR轉錄因子控制的。PPAR信號通路與肝臟能量、脂類等代謝有密切關系;因此弓形蟲可能通過劫持肝細胞的PPAR通路來引起肝臟代謝功能下調。由于豬的生理特點比小鼠更加接近于人,故本課題還對弓形蟲感染豬后肝臟和脾臟的轉錄組變化進行了檢測和分析。通過對肝臟、脾臟差異表達轉錄本的表達模式進行聚類,發(fā)現(xiàn)豬肝臟和脾臟的代謝進程都在弓形蟲感染中下調,尤其是在感染后第6天的肝臟。肝臟中的炎癥反應總體上要強于脾臟,尤其是感染后第18天豬肝臟出現(xiàn)了結締組織增生及炎癥細胞浸潤的病理變化;豬肝臟在感染后第6天沒有發(fā)現(xiàn)明顯的病理變化,但小鼠肝臟在感染后第6天卻發(fā)現(xiàn)了明顯的病理變化。這可能是由于豬和小鼠之間的免疫系統(tǒng)和生理系統(tǒng)差異以及對弓形蟲不同的易感性造成的。此外,我們還發(fā)現(xiàn)豬肝臟蛋白折疊和蛋白質量控制相關基因的表達受到弓形蟲感染的影響,這與小鼠模型的研究結果一致。綜上所述,本課題首次對弓形蟲感染后小鼠脾臟的轉錄組、miRNA,小鼠肝臟的蛋白組、轉錄組以及豬脾臟和肝臟的轉錄組進行了研究和分析,描述了小鼠和豬感染弓形蟲后脾臟和肝臟的基因表達變化。同時,我們的研究結果也證明了弓形蟲感染對宿主基因表達的影響與感染進程以及宿主屬性有關。本課題研究結果將為進一步深入研究弓形蟲感染對宿主基因的調節(jié)、脾臟和肝臟功能的改變奠定基礎。
[Abstract]:Toxoplasma gondii is a parasite in eukaryotic cells in apicomplexan protozoa. It can change the host cell signaling pathways through its protein expression regulation of host genes, thereby affecting the host life activity process. In this paper by RNA-seq and iTRAQ technology, bioinformatics analysis, quantitative PCR verification technology. The spleen and liver transcriptome of mouse and porcine Toxoplasma infection, studied miRNA and protein group. Through the analysis of mice infected with Toxoplasma gondii transcriptome of spleen, found that Toxoplasma infection can induce immune related pathways or group of spleen points raised. Content of immune cells in the spleen may rise, because chemotaxis of these immune cells move chemokines in spleen expression. In addition, the spleen cell organelles change in Toxoplasma gondii infection process, including mitochondria and endoplasmic reticulum by detecting components. The expression of measuring spleen of mice infected with Toxoplasma gondii miRNA, we found that the expression of miRNA in spleen of mice in both differences, miRNA targeting transcription factor expression, also targeting the apoptosis miRNA. suggesting that Toxoplasma can be changed by targeting transcription factor miRNA expression to indirectly regulate host genes. At the same time, Toxoplasma can shift targeting apoptosis related gene expression of miRNA in the regulation of host cell apoptosis process; targeting apoptosis related genes depends on the results between promote and inhibit apoptosis of miRNA balance. Through testing and Analysis on the liver protein group of mice infected with Toxoplasma gondii, we found that the mice the protein concentration in the liver increased expression of immunity, infection and protein folding pathway, the downregulated proteins are concentrated in metabolic pathways. That of mouse liver transcriptome analysis, iT RAQ detection result is accurate and reliable. In addition, through the analysis of transcriptome data we also found that the synthesis and secretion pathway was significantly downregulated in Toxoplasma gondii infection in the liver bile. Through transcription factor enrichment, we found that the down regulated genes are a large part of the.PPAR signaling pathway and liver energy controlled by the PPAR transcription factor, a closely related to lipid metabolism; therefore, Toxoplasma possibly via the PPAR pathway in liver cells to hijack cause liver metabolic function down. Because of the physiological characteristics of pigs closer than in mice, so this research on swine Toxoplasma infection after liver and spleen transcriptome changes were detected and analyzed. The liver was the expression pattern of clustering transcripts expression differences, found that the metabolic process of pig liver and spleen are downregulated in Toxoplasma infection, especially in sixth days after infection of the liver in the liver inflammation. In response to general than the spleen, especially after infection appeared pathological changes of connective tissue hyperplasia and infiltration of inflammatory cells on the eighteenth day of pig liver; pig liver sixth days found no obvious pathological changes in the liver of mice after infection, but in sixth days after infection and found obvious pathological changes. This may be due to the difference between the immune system of pigs and mice and physiological systems and different susceptibility to Toxoplasma gondii. In addition, we also found that the pig liver protein folding and protein quality control related gene expression affected by Toxoplasma gondii infection, the mice model research and the consistency of the results. To sum up, this is the first study on the transcriptome of mouse spleen the Toxoplasma gondii infection after miRNA protein in mouse liver, transcriptome and transcriptome of porcine spleen and liver were studied and analyzed, described mice and pigs infected with bow shaped worm The expression changes of spleen and liver genes. At the same time, our results also show that the related infection process and host attributes affect the expression of host gene of Toxoplasma gondii infection. The results of this study will further study on Toxoplasma infection in regulation of host genes, lay the foundation for the spleen and liver function change.

【學位授予單位】：中國農業(yè)科學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S855.9

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