论文部分内容阅读
肺脏是包括人类在内的许多动物进行呼吸活动的主要器官,从出生前到出生后,肺脏组织从长期所处的相对稳定的子宫环境在很短时间内转换到外环境中,肺脏由出生前的“休眠”状态转换为出生后的“工作”状态,成为动物体进行呼吸作用的主要场所。目前,对出生前后肺脏组织的研究大都停留在生理指标、细胞形态等表型层面。本研究以猪为动物模型,利用转录组测序的手段研究出生前24小时和出生后48小时两个时间点仔猪肺脏组织的变化,结果如下:(1)出生前后,仔猪肺脏组织的形态发生了较为明显的变化,例如出生后肺脏组织的囊泡(未来的肺泡)相对出生前其形状更为平滑,且分布相对更为密集。(2)本研究对出生前后的肺脏组织共6个样本进行了 RNA-seq测序,通过测序共产生92.58Gb原始数据(Raw data),经过过滤总共得到86.46Gb的高质量数据(Cleandata),平均76.21%的Cleanreads可以比对(Map)到猪的参考基因组上。(3)6个测序文库共鉴定出了 16,509个mRNA转录本以及18,416个LncRNA转录本。鉴定出的LncRNA的外显子个数、转录本长度、总体表达量、蛋白编码潜能均明显低于mRNA。(4)差异分析鉴定出3,276个差异表达mRNA,其中1,762个在出生前高表达,而1,514个在出生后高表达,鉴定出441个差异表达的LncRNA,其中137个在出生前高表达,而304个在出生后高表达。(5)对出生前后肺脏组织中差异表达的mRNA进行功能分析发现,这些差异表达的mRNA主要富集于细胞增殖、免疫、低氧应答、能量代谢四个方面的生物学过程和通路中。对这些通路中的差异基因进行分析发现,相对出生前,与细胞增殖相关的基因CCNA2、CCNB1、CCNB2、CCND1、CCNE2、CDK1、CDK2、FOXM1和MKI67的表达量在出生后显著上升,与免疫相关的基因TLR2、TLR4、TLR8、ILI8、IL33、TNF以及SEMA7A的表达量在出生后显著上升,与低氧应答相关的基因EGLN3、HBB和RCC1的表达量在出生后显著下降,与能量代谢相关的基因GPD2、MDH2和PKC2的表达量在出生后显著上升。(6)利用与鉴定出的已知mRNA的表达量相关性对出生前后肺脏组织中差异表达的LncRNA进行功能预测发现,其中有一部分差异表达的LncRNA与之相关的mRNA主要富集于涉及细胞增殖以及免疫相关的生物学过程中,这可能暗示了这些差异的LncRNA其功能可能与细胞增殖以及免疫相关,可作为重要的候选调控元件。