基于组学分析研究低氧相关因子在牦牛不同组织中的增龄差异性

来源 :西北民族大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuanpings
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
牦牛(Bos grunniens)对高原低氧环境形成了独特的适应结构与生理机制。从组织学的角度分析,呼吸与中枢、消化系统在许多病理变化中具有相互调控作用,但其在发育过程中的调控作用仍不明确。因此,本研究首先对常氧(20%O2)和低氧(1%O2)条件下的牦牛肺动脉平滑肌细胞(Pulmonary arterial smooth muscle cell,PASMCs)进行RNA-seq技术转录组学和串联质量标签技术(Tandem Mass Tag,TMT)蛋白质组学分析,筛选出低氧适应性相关因子,研究其对牦牛神经和消化系统增龄性表达分布变化的相关性,进一步探究牦牛高原适应性的作用机制。1.在常氧和低氧条件下培养PASMCs,收集常氧组和低氧组细胞的总RNA和总蛋白,用于RNA-seq转录组测序和TMT标记蛋白定量,结果显示,共鉴定了17 711个基因和6 859个蛋白质,5 969差异表达的基因(Differentially expressed gene,DEGs)和531差异表达的蛋白质(Differentially expressed protein,DEPs),其中有2 924个上调基因和186个上调的蛋白质以及3 045个下调基因和345下调的蛋白质。转录组和蛋白质组联合分析显示,109个DEGs和DEPs呈表达正相关,后随机进行荧光定量PCR和Western Blot验证。在HIF-1信号通路、糖酵解/糖异生、癌症中心碳代谢、PPAR信号通路、AMPK信号通路和胆固醇代谢通路等中鉴定出12个基因,提示这些DEGs和DEPs功能分类与低氧适应途径有关。因此,本研究为进一步分析牦牛PASMCs的分子机制及其对不同氧浓度的适应性提供了丰富的数据。2.试验通过研究低氧诱导因子1α(Hypoxia-inducible factor 1α,HIF-1α)血管细胞间黏附分子1(Vascular cell adhesion molecule 1,VCAM-1)、血管内皮生长因子A(Vascular endothelial growth factor,VEGF)、和促红细胞生成素(Erythropoietin,EPO)在4d、6月龄和成年牦牛脑组织(小脑、大脑、延髓和四叠体)中的分布与表达,探讨其对牦牛生长发育过程中的差异变化。结果显示,HIF-1α、VCAM-1、VEGF和EPO在牦牛脑组织中均有表达,其中在延髓中表达量较高,说明延髓在功能衔接过程中,可能发挥着至关重要的作用。另外,HIF-1α在4 d小脑组织中的表达高于其他年龄段,在延髓中随着年龄的增高表达量增高。EPO与VEGF在6月龄组脑组织中的表达量高于其它年龄组,而VCAM-1在牦牛大脑、小脑、延髓和四叠体的各个年龄组无明显差别,推测HIF-1α、EPO与VEGF对6月龄组脑组织的保护作用较为明显。本研究为深入探讨高原牦牛脑组织的适应性提供了基础资料。3.试验通过观察新生、6月龄和成年牦牛小肠(十二指肠、空肠和回肠)中的组织学特征和HIF-1α、VCAM-1和白介素4(Interleukin 4,IL-4)在不同年龄组牦牛小肠中的分布与表达,探讨牦牛小肠生长过程中的变化规律以及低氧适应性因子在牦牛小肠组织中的增龄性差异变化。结果显示,黏膜下层胶原纤维丰富着色深,杯状细胞均匀分布于肠绒毛上皮内。HIF-1α、VCAM-1和IL-4在小肠绒毛黏膜层主要分布在吸收细胞和淋巴细胞中,随着年龄的增加,在十二指肠和空肠中的表达量呈现递减趋势,差异显著(P<0.05)。说明牦牛在适应高原低氧恶劣自然环境过程中其机体自身表现出良好的适应能力。本研究为进一步探索高原牦牛小肠的适应机制提供了基础数据。
其他文献
牛病毒性腹泻病毒(Bovine viral diarrhea virus,BVDV)是牛病毒性腹泻/粘膜病的病原,在全球范围内广泛流行,对牛养殖业以及相关生物制品行业的发展有巨大危害。针对我国牛密度大、BVDV流行率高的生产现状,接种疫苗是防控BVDV的最优策略。目前BVDV疫苗存在安全性风险和免疫保护效果不足等缺点,开发诸如BVDV亚单位疫苗等新型疫苗成为研究热点。BVDV基因组编码4种结构蛋白
学位
牛乳铁蛋白(Bovine lactoferrin,bLF)作为一种天然糖蛋白,是宿主先天免疫系统的重要组成部分。近年来,随着医药研究的深入,bLF被证实在抗菌、抗病毒、动物肠道功能调节与免疫调节等方面均表现出很好的活性。此外,bLF还能抑制肝癌、肺癌、结肠癌和食管癌等多种恶性肿瘤及其细胞的增殖,具有广谱抗肿瘤作用。已有研究表明,bLF可明显抑制肺癌的增殖,但其抗肺癌作用机理仍有许多方面尚未阐明。为
学位
大量牦牛乳清液的排放造成环境污染及资源浪费等问题,合理开发和利用牦牛乳清资源是牧民及乳品加工企业的紧迫问题。现有研究表明乳清中蛋白质等营养成分的补充可以改善体内抗氧化指标、形态学指标、炎症免疫、肠道菌群及粪便挥发物组成。目前证实了牛乳清粉、驴乳清粉及羊乳清粉的抗氧化特性及对肠道菌群结构的影响,但尚不清楚牦牛乳清粉的抗氧化特性及对肠道菌群结构的影响如何。本文以衰老小鼠为研究对象,结合体内抗氧化指标(
学位
呼肠孤病毒是一种无包膜基因分节段双链RNA病毒,该病毒感染在哺乳动物中普遍存在,可导致人类和动物严重呼吸道和胃肠道疾病以及脑炎等,对人类和动物的健康以及公共卫生具有潜在危害。但目前对该病毒的研究较少,特别是其感染机制以及免疫逃逸方面很少涉及。本研究拟哺乳动物呼肠孤病毒μ1蛋白为研究对象,探究μ1对干扰素信号通路调控的作用和机制,为抗MRV感染奠定理论基础。本研究获得的研究结果:1.通过TCID50
学位
绵羊肺炎支原体(Mycoplasma ovipneumoniae,Mo)是引发羊支原体肺炎的病原之一。患病羊临床表现为气喘、咳嗽、发热、渐进性消瘦、胸和胸膜发生浆液性和纤维素性炎症,且感染羊很容易继发其他病原体感染。预防接种和及时诊断是防控该病原的主要手段,现有的商品化试剂盒还无法对Mo进行鉴别诊断,给Mo及时确诊造成了困扰。本文通过Pull down结合LC-MS技术分析筛选出Mo种内保守、种间
学位
流感是由流感病毒感染引起的人畜共患的常见呼吸道疾病之一,可造成相当大的公共卫生负担,接种流感疫苗是预防和控制流感的直接有效手段。与传统的鸡胚基质疫苗相比,细胞基质流感疫苗可有效降低鸡胚源蛋白质残留可能造成的过敏问题。研究细胞内的抗病毒应答调控机制,可以为有效提高细胞内疫苗的生产效率提供理论支持,进一步阐明宿主细胞中影响流感病毒感染和增殖的潜在分子机制。本研究依据于实验室前期蛋白组学数据,发现H3N
学位
从创新逻辑上阐发习近平新时代中国特色社会主义思想的世界观方法论,是深刻领悟马克思主义中国化时代化新飞跃的关键。这一逻辑特色,似可遵循以中国之答回应时代之问的思路,概括为:以引领时代的大历史观拓展唯物史观,坚定历史自信;以“新时代”的历史方位创新治国理政,坚定政治自信;以“不忘初心、牢记使命”升华自我革命,坚定“赶考”自信;以“共同体意识”深化辩证思维,坚定道义自信。
期刊
核因子κB(Nuclear Factor-Kappa B,NF-κB)作为机体固有免疫的重要组成部分,参与宿主细胞的各种天然免疫活动,其可被多种胞外及胞内的因子激活,如病原微生物及其相关的模式识别受体。NF-κB在病原微生物对宿主的识别与应答过程中发挥重要的调控作用,是天然免疫信号向下游转导的关键组成部分。伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus,PRV)是α疱疹病毒家族的一员,PRV的
学位
戊型肝炎病毒(Hepatitis E virus,HEV)是引起人和动物肝炎的人兽共患病病原,在免疫力低下的患者中发展为慢性感染的风险很高。由于缺乏高效的体外培养体系和动物模型,HEV的生命周期和致病机制仍不明确。研究HEV与宿主的相互作用,对阐明HEV的生命周期和致病机制具有重要意义。因此,本研究筛选获得与HEV ORF2互作的宿主蛋白电压依赖性阴离子通道1(VDAC1),并探索了该蛋白在I型干
学位
IFN-α/β通过诱导下游干扰素刺激基因(Interferon-stimulated genes,ISGs)的表达从而发挥抗病毒作用的。其中就包括干扰素诱导的跨膜蛋白(Interferoninduced transmembrane,IFITM),IFITM是一类主要抑制病毒侵入宿主细胞过程的膜蛋白。在本研究中,以IFITM作为研究对象,验证其在脑心肌炎病毒(Encephalomyocarditis
学位