蓝藻毒素MC-LR可对人和动物产生生物毒性,近年来为毒理学研究者所关注。但MC-LR的肝毒性机制尚不完全清楚,特别是对白鲢肝损伤机制鲜有报道。本实验采用第二代转录组测序方法,较为全面系统地解析MC-LR暴露导致白鲢肝毒性的分子机制,为全面和深入理解MC-LR对鱼类肝毒性的机制提供理论支撑。本实验以白鲢为实验动物,通过改良寇氏法获得MC-LR对白鲢急性毒性的24 h半致死剂量LD₅₀（544μg/kg）。依据所获得的LD₅₀,选定高浓度组（200μg/kg）、低浓度组（50μg/kg）及对照组（8.6%生理盐水）对白鲢进行腹腔注射急性染毒实验。通过提取处理组和对照组的白鲢肝脏总RNA,应用Illumina Hiseq 4000平台进行转录组测序,采用无参考序列的De novo组装,处理组和对照组共产生了超过20 Gb的数据。本实验分别对转录组数据进行差异表达基因的筛选、GO功能分析、KEGG pathway分析,并对差异表达基因进行了qPCR验证,获得以下几个方面的实验结果。1.De novo测序结果腹腔注射50μg/kg和200μg/kg MC-LR处理组和对照组分别获得转录本的总长度为54 217 023 bp、66 980 128 bp、53 611 308 bp;平均长度分别为779 bp、830 bp、790 bp;长度多集中在200-400 bp,以300 bp长度为主,说明样品片段断裂随机性强,符合组装要求。转录本组装后共得到Unigene数目分别为50 116个、58 987个、49 383个。将这些转录本使用Trinity组装后得到的Unigene,采用了RPKM方法计算各个基因表达量。根据统计学差异标准,结果发现,50μg/kg MC-LR处理组与对照组相比共有上调基因2 565个、下调1 831个;200μg/kg MC-LR处理组与对照组相比共有上调基因7 256个、下调4 751个。2.差异表达基因的GO功能分析将差异表达基因逐一在GO数据库进行比对分析,注释比对基因的功能以及参与的生物过程。分析结果发现,GO重叠群分布在斑马鱼和草鱼之间。在GO数据库共注释了14 268个差异表达基因,覆盖率分别为20.67%。MC-LR暴露后在白鲢肝脏中差异表达基因主要富集在细胞器、核质、细胞膜、大分子复合物、细胞连接等部分,可能影响受体活性、蛋白结合转录因子活性、核酸结合转录因子活性、分子转导活性、酶调节剂活性、氧化还原过程、有机酸代谢、有机氮化合物代谢、辅酶因子代谢、DNA损伤修复等过程。主要参与应激反应、生殖发育、生物调节、氧化还原、代谢过程、激素分泌、免疫系统、细胞组分组织或生物发生、细胞聚集、细胞粘附等过程。3.差异表达基因的KEGG pathway分析分析结果显示,在KEGG数据库中对比到31 890个Unigene,覆盖率46.19%。通过差异表达基因在KEGG pathway富集发现,MC-LR毒性作用机制可能涉及到NF-κB信号通路、p53信号通路、磷脂酰肌醇3信号通路、Wnt信号通路等。4.qPCR验证主要的差异表达基因根据差异基因表达量、GO分析以及KEGG pathway分析结果,对筛选到的主要差异表达基因进行荧光定量PCR验证。结果显示MC-LR处理组中Raf1、CDC42/RAS、ERK、c-jun、c-myc、p53、S6K1/2、SOS、PTEN、AKT、IKKα、IKKβ、caspase-8、bax、p21、SHP、RAC、PP2A基因表达上调,与转录组预测结果一致。本实验通过转录组学方法较为全面地解析了MCs对白鲢肝毒性作用的主要分子机制,发现了一些与MCs肝毒性相关新的信号通路。该实验结果不仅有助于发现鱼类肝病防治的药物靶点,同时也为人类肝炎、肝癌预防和寻找MCs肝毒性新的分子标记物提供重要的理论支撑。