基于RNA-seq技術篩選京尼平致小鼠海馬和前腦皮質(zhì)的差異表達基因
發(fā)布時間:2020-06-18 04:10
【摘要】:背景:京尼平存在于諸多中藥,是梔子的主要活性成分。最早研究顯示出其為良好的生物交聯(lián)劑,可作為生物材料應用于臨床。隨著對京尼平研究的不斷深入,其護肝、抗炎、保胃、降血糖、利膽、抑制神經(jīng)毒性、抗抑郁等藥理作用逐漸被證實。但京尼平抗抑郁作用的相關分子改變卻未曾提及,因此研究進一步京尼平抗抑郁的分子改變有助于其作為一個抗抑郁藥應用于臨床。抑郁癥作為情感障礙類疾病之一,其主要臨床表現(xiàn)為顯著而持久的心境低落,且部分重癥患者具有自殺傾向,嚴重危害人類健康。根據(jù)2017年WHO數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,全球范圍內(nèi)抑郁癥患者已達3.5億,在致殘和致死的疾病排名中,抑郁癥僅排在心臟病、中風和艾滋病等之后。因此研究抑郁癥的病因、發(fā)病機制及抗抑郁藥的治療已成為熱點。RNA-seq是一種目前廣泛用于研究轉(zhuǎn)錄組學的高通量測序技術,其主要功能包括:發(fā)掘未知基因、對基因表達水平進行定量化,未知轉(zhuǎn)錄本的發(fā)現(xiàn),并精準識別可變剪切位點、cSNP。差異基因表達的篩選的功能檢測目前應用最多。因此,RNA-seq在臨床科研工作中具有良好的應用前景。目的:通過RNA-seq技術篩選京尼平致小鼠海馬和前腦皮質(zhì)的差異表達基因,為進一步探討京尼平抗抑郁作用提供基礎。方法:1.選取4周育齡的雄性昆明小鼠為實驗研究對象,按照隨機分組原則,將小鼠分為京尼平組、對照組,實驗組:京尼平ip,對照組:DMSO ip,每日1次,連續(xù)7天。2.利用RNA-seq技術篩選京尼平作用于KM小鼠與對照組中兩組海馬和前腦皮質(zhì)分別的差異基因表達情況。3.通過熒光定量PCR技術驗證測序所得的具有顯著意義的差異表達基因可靠性,了解京尼平可能作用的相關基因及相關通路。結(jié)果:1.京尼平作用后兩組海馬和前腦皮質(zhì)中存在分別存在151和524個基因差異表達,并且在兩種組織中有42個差異基因重疊。京尼平作用后昆明小鼠的前腦皮質(zhì)中差異表達基因包含248個上調(diào)的基因,276個下調(diào)的基因,同時海馬中差異表達基因有91個上調(diào)的基因,60個下調(diào)的基因。這些差異基因可能的涉及的相關通路包含細胞內(nèi)Ca信號通路、生物節(jié)律的調(diào)節(jié)、神經(jīng)脊柱發(fā)育、抑郁相關信號通路等。2.實時熒光定量PCR驗證顯著差異表達基因,包括:Mobp,Sirt2,Per3,Itgad,Hdac1,Fkbp10,Htr2a,Egr2,Egr3,Egr4,Nos1,Grin2c,Grm3,Grm5,Cacnb1,Hist2h2bb,Hist2h3c2,Hist1h2bc,Miat,上述基因改變趨勢基本與測序結(jié)果相同。結(jié)論:京尼平作用后小鼠海馬及前腦皮質(zhì)分別有151和524個差異表達基因,其中兩種組織重疊的差異基因有42個,且包含于抑郁相關的基因及通路。
【學位授予單位】:重慶醫(yī)科大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:R965
【圖文】:
圖 2 差異表達基因的篩選Figure 2 Screening of differentially expressed genes注:a)各樣本表達水平分布盒形圖,橫坐標為樣本名,縱坐標為樣本 FPKM 值 log2 對數(shù)值;b)兩處理組中海馬和前腦皮質(zhì)差異表達的基因之間的相關性。R2:Perrson 相關系數(shù);c):韋恩圖。兩處理組中海馬和前腦皮質(zhì)中的差異表達基因。d)、e)差異表達基因火山圖,藍點表示差異無統(tǒng)計學意義的基因(P>0.05),綠點表示具有統(tǒng)計學意義的下調(diào)的基因(P<0.05),紅點表示具有統(tǒng)計學意義的上調(diào)的基因(P<0.05),橫坐標:log2(fold change),縱坐標;-log10(padj)。GH:京尼平組海馬;DH:DMSO 組海馬;GP:京尼平組前腦皮質(zhì);DP:DMSO 組前腦皮質(zhì),t-test 顯著性檢驗 P 值的負對數(shù)。表 4 樣本組織的差異表達基因列表Table 4 List of differentially expressed genes in sample tissuesGene ID log2FoldChange padj GeneName Chrom
圖 3 差異表達基因的 GO 功能富集分析柱狀圖Figure 3 GO function enrichment analysis histogram of differentially expressed genes注:a):海馬;b):前腦皮質(zhì);GH:京尼平組海馬;DH:DMSO 組海馬;GP:京尼平組前腦皮質(zhì);DP:DMSO 組前腦皮質(zhì);橫坐標為-log10(padj);縱坐標顯示基因富集相關通路,n 表示注釋到 KEGG 信號通路編碼上的差異基因數(shù)。* 表示差異基因顯著富集。2.1.5 部分差異表達基因 KEGG 信號通路富集分析將兩處理組海馬及前腦皮質(zhì)中分析所得的差異表達基因進行 KEGG 信號通路富集分析并做富集分析散點圖。KEGG 信號通路富集分析顯示,海馬中差異表達基因主要富集在有關腫瘤、RNA 降解、鈣信號通路等信號通路(圖 4a)。前腦皮質(zhì)中差異表達基因主要富集在有關鈣信號通路、長期抑郁、縫隙連接等信號通路(圖4b)。
本文編號:2718671
【學位授予單位】:重慶醫(yī)科大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:R965
【圖文】:
圖 2 差異表達基因的篩選Figure 2 Screening of differentially expressed genes注:a)各樣本表達水平分布盒形圖,橫坐標為樣本名,縱坐標為樣本 FPKM 值 log2 對數(shù)值;b)兩處理組中海馬和前腦皮質(zhì)差異表達的基因之間的相關性。R2:Perrson 相關系數(shù);c):韋恩圖。兩處理組中海馬和前腦皮質(zhì)中的差異表達基因。d)、e)差異表達基因火山圖,藍點表示差異無統(tǒng)計學意義的基因(P>0.05),綠點表示具有統(tǒng)計學意義的下調(diào)的基因(P<0.05),紅點表示具有統(tǒng)計學意義的上調(diào)的基因(P<0.05),橫坐標:log2(fold change),縱坐標;-log10(padj)。GH:京尼平組海馬;DH:DMSO 組海馬;GP:京尼平組前腦皮質(zhì);DP:DMSO 組前腦皮質(zhì),t-test 顯著性檢驗 P 值的負對數(shù)。表 4 樣本組織的差異表達基因列表Table 4 List of differentially expressed genes in sample tissuesGene ID log2FoldChange padj GeneName Chrom
圖 3 差異表達基因的 GO 功能富集分析柱狀圖Figure 3 GO function enrichment analysis histogram of differentially expressed genes注:a):海馬;b):前腦皮質(zhì);GH:京尼平組海馬;DH:DMSO 組海馬;GP:京尼平組前腦皮質(zhì);DP:DMSO 組前腦皮質(zhì);橫坐標為-log10(padj);縱坐標顯示基因富集相關通路,n 表示注釋到 KEGG 信號通路編碼上的差異基因數(shù)。* 表示差異基因顯著富集。2.1.5 部分差異表達基因 KEGG 信號通路富集分析將兩處理組海馬及前腦皮質(zhì)中分析所得的差異表達基因進行 KEGG 信號通路富集分析并做富集分析散點圖。KEGG 信號通路富集分析顯示,海馬中差異表達基因主要富集在有關腫瘤、RNA 降解、鈣信號通路等信號通路(圖 4a)。前腦皮質(zhì)中差異表達基因主要富集在有關鈣信號通路、長期抑郁、縫隙連接等信號通路(圖4b)。
【參考文獻】
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1 姚茂良;谷江;張永春;王楠;朱致暉;楊清濤;劉淼;夏劍鋒;;京尼平抑制解偶聯(lián)蛋白2對激素非依賴性前列腺癌細胞能量代謝的影響[J];中華男科學雜志;2015年11期
本文編號:2718671
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