基于RNA-seq技術(shù)篩選京尼平致小鼠海馬和前腦皮質(zhì)的差異表達(dá)基因
發(fā)布時(shí)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(yīng)用于臨床。隨著對(duì)京尼平研究的不斷深入,其護(hù)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(shí)。但京尼平抗抑郁作用的相關(guān)分子改變卻未曾提及,因此研究進(jìn)一步京尼平抗抑郁的分子改變有助于其作為一個(gè)抗抑郁藥應(yīng)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(yán)重危害人類健康。根據(jù)2017年WHO數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,全球范圍內(nèi)抑郁癥患者已達(dá)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(fēng)和艾滋病等之后。因此研究抑郁癥的病因、發(fā)病機(jī)制及抗抑郁藥的治療已成為熱點(diǎn)。RNA-seq是一種目前廣泛用于研究轉(zhuǎn)錄組學(xué)的高通量測(cè)序技術(shù),其主要功能包括:發(fā)掘未知基因、對(duì)基因表達(dá)水平進(jìn)行定量化,未知轉(zhuǎn)錄本的發(fā)現(xiàn),并精準(zhǔn)識(shí)別可變剪切位點(diǎn)、cSNP。差異基因表達(dá)的篩選的功能檢測(cè)目前應(yīng)用最多。因此,RNA-seq在臨床科研工作中具有良好的應(yīng)用前景。目的:通過RNA-seq技術(shù)篩選京尼平致小鼠海馬和前腦皮質(zhì)的差異表達(dá)基因,為進(jìn)一步探討京尼平抗抑郁作用提供基礎(chǔ)。方法:1.選取4周育齡的雄性昆明小鼠為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象,按照隨機(jī)分組原則,將小鼠分為京尼平組、對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)組:京尼平ip,對(duì)照組:DMSO ip,每日1次,連續(xù)7天。2.利用RNA-seq技術(shù)篩選京尼平作用于KM小鼠與對(duì)照組中兩組海馬和前腦皮質(zhì)分別的差異基因表達(dá)情況。3.通過熒光定量PCR技術(shù)驗(yàn)證測(cè)序所得的具有顯著意義的差異表達(dá)基因可靠性,了解京尼平可能作用的相關(guān)基因及相關(guān)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(gè)基因差異表達(dá),并且在兩種組織中有42個(gè)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(dá)基因包含248個(gè)上調(diào)的基因,276個(gè)下調(diào)的基因,同時(shí)海馬中差異表達(dá)基因有91個(gè)上調(diào)的基因,60個(gè)下調(diào)的基因。這些差異基因可能的涉及的相關(guān)通路包含細(xì)胞內(nèi)Ca信號(hào)通路、生物節(jié)律的調(diào)節(jié)、神經(jīng)脊柱發(fā)育、抑郁相關(guān)信號(hào)通路等。2.實(shí)時(shí)熒光定量PCR驗(yàn)證顯著差異表達(dá)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(shì)基本與測(cè)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(gè)差異表達(dá)基因,其中兩種組織重疊的差異基因有42個(gè),且包含于抑郁相關(guān)的基因及通路。
【學(xué)位授予單位】:重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:R965
【圖文】:
圖 2 差異表達(dá)基因的篩選Figure 2 Screening of differentially expressed genes注:a)各樣本表達(dá)水平分布盒形圖,橫坐標(biāo)為樣本名,縱坐標(biāo)為樣本 FPKM 值 log2 對(duì)數(shù)值;b)兩處理組中海馬和前腦皮質(zhì)差異表達(dá)的基因之間的相關(guān)性。R2:Perrson 相關(guān)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(dá)基因。d)、e)差異表達(dá)基因火山圖,藍(lán)點(diǎn)表示差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的基因(P>0.05),綠點(diǎn)表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的下調(diào)的基因(P<0.05),紅點(diǎn)表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的上調(diào)的基因(P<0.05),橫坐標(biāo):log2(fold change),縱坐標(biāo);-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(yàn) P 值的負(fù)對(duì)數(shù)。表 4 樣本組織的差異表達(dá)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(dá)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(biāo)為-log10(padj);縱坐標(biāo)顯示基因富集相關(guān)通路,n 表示注釋到 KEGG 信號(hào)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(dá)基因 KEGG 信號(hào)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(dá)基因進(jìn)行 KEGG 信號(hào)通路富集分析并做富集分析散點(diǎn)圖。KEGG 信號(hào)通路富集分析顯示,海馬中差異表達(dá)基因主要富集在有關(guān)腫瘤、RNA 降解、鈣信號(hào)通路等信號(hào)通路(圖 4a)。前腦皮質(zhì)中差異表達(dá)基因主要富集在有關(guān)鈣信號(hào)通路、長(zhǎng)期抑郁、縫隙連接等信號(hào)通路(圖4b)。
本文編號(hào):2718671
【學(xué)位授予單位】:重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:R965
【圖文】:
圖 2 差異表達(dá)基因的篩選Figure 2 Screening of differentially expressed genes注:a)各樣本表達(dá)水平分布盒形圖,橫坐標(biāo)為樣本名,縱坐標(biāo)為樣本 FPKM 值 log2 對(duì)數(shù)值;b)兩處理組中海馬和前腦皮質(zhì)差異表達(dá)的基因之間的相關(guān)性。R2:Perrson 相關(guān)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(dá)基因。d)、e)差異表達(dá)基因火山圖,藍(lán)點(diǎn)表示差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的基因(P>0.05),綠點(diǎn)表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的下調(diào)的基因(P<0.05),紅點(diǎn)表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的上調(diào)的基因(P<0.05),橫坐標(biāo):log2(fold change),縱坐標(biāo);-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(yàn) P 值的負(fù)對(duì)數(shù)。表 4 樣本組織的差異表達(dá)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(dá)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(biāo)為-log10(padj);縱坐標(biāo)顯示基因富集相關(guān)通路,n 表示注釋到 KEGG 信號(hào)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(dá)基因 KEGG 信號(hào)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(dá)基因進(jìn)行 KEGG 信號(hào)通路富集分析并做富集分析散點(diǎn)圖。KEGG 信號(hào)通路富集分析顯示,海馬中差異表達(dá)基因主要富集在有關(guān)腫瘤、RNA 降解、鈣信號(hào)通路等信號(hào)通路(圖 4a)。前腦皮質(zhì)中差異表達(dá)基因主要富集在有關(guān)鈣信號(hào)通路、長(zhǎng)期抑郁、縫隙連接等信號(hào)通路(圖4b)。
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前1條
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(duì)激素非依賴性前列腺癌細(xì)胞能量代謝的影響[J];中華男科學(xué)雜志;2015年11期
本文編號(hào):2718671
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