轉錄組分析揭示氨脅迫對鯉魚(yú)肝胰腺內質(zhì)網(wǎng)應激途徑的影響

 

材料

普通鯉魚(yú)（45.44±2.57g）取自中國哈爾濱市黑龍江水產(chǎn)研究院呼蘭養魚(yú)場(chǎng)。在實(shí)驗條件下養殖20天，期間溶解氧、水溫和pH值是：5.0±0.65mg/L,23±0.63?C,7.50±0.81。

實(shí)驗方法

一個(gè)對照組和一個(gè)治療組（96小時(shí)氨水脅迫，0.85mg/LNH3），采樣時(shí)間設置為0小時(shí)（對照組）、12小時(shí)、48小時(shí)和96小時(shí)（治療組）。其他驗證方法：RT-PCR驗證轉錄
組數據一致性性；TUNEL分析和免疫熒光實(shí)驗。

測序策略

IlluminaHiSeq；取0小時(shí)（對照組：L01、L02、L03），氨脅迫96小時(shí)（實(shí)驗組：L04、L05、L06）作為轉錄組分析，每組3個(gè)重復，構建了6個(gè)測序文庫。

研究背景

鯉魚(yú)是全球養殖最廣泛的魚(yú)類(lèi)。隨著(zhù)養殖密度的增加，鯉魚(yú)養殖面臨著(zhù)嚴峻的環(huán)境壓力。氨是一個(gè)重要的環(huán)境脅迫因素，對繁殖過(guò)程產(chǎn)生重大影響。對魚(yú)類(lèi)的毒性作用通常被認為是由NH3引起的，NH3是高度脂溶性的，由于氨在生物體內積累，它很容易通過(guò)細胞膜，疾病在鰓、腎和肝組織中，降低免疫力，阻礙生長(cháng)，甚至死亡。然而，關(guān)于致病性和應激的分子機制的基本基因組信息尚不充分。

主要內容

用RNA-seq技術(shù)研究氨脅迫下鯉魚(yú)肝胰腺的基因表達譜，共有3367個(gè)單基因被鑒定為與氨脅迫相關(guān)的差異表達基因（DEG）。1724DEG下調，1643DEG上調。KEGG分析將這些DEG的代謝
途徑分為49個(gè)不同的terms。85個(gè)DEGs顯著(zhù)富集在內質(zhì)網(wǎng)（ko04141）的蛋白質(zhì)加工途徑中。許多DEG在內質(zhì)網(wǎng)應激（ERS）途徑和ko04141通路中的未折疊蛋白反應（UPR）信號通路中顯著(zhù)富集。ERS和UPR通路參與了肝胰腺細胞對氨應激的反應。RT-PCR和轉錄組學(xué)結果表明，PERK-eIF2α和IRE1-xbp1通路參與了氨脅迫誘導的肝胰腺細胞對ERS的反應。TUNEL分析結果證實(shí)，氨脅迫誘導肝胰腺細胞凋亡。此外，在氨脅迫下，ERS通過(guò)PERK-eIF2α-CHOP和IRE1-XBP1-CHOP信號通路誘導肝胰腺細胞凋亡。該文為鯉魚(yú)的應激反應提供了新的思路，是首次對氨脅迫下鯉魚(yú)肝胰腺轉錄組進(jìn)行了研究。