弓形虫是一种寄生于真核细胞内的顶复门原虫。它能通过其自身蛋白改变宿主细胞信号通路状态、调节宿主基因的表达量,进而影响宿主的生命活动进程。本课题通过RNA-seq和iTRAQ技术、生物信息学分析、定量PCR验证等技术,对弓形虫感染后小鼠和猪的脾肝转录组、miRNA和蛋白组进行了研究。通过对小鼠感染弓形虫后脾脏的转录组进行分析,发现弓形虫感染能引起脾脏的免疫相关通路或组分上调。免疫细胞在脾脏中的含量可能会上升,因为趋化这些免疫细胞移动的趋化因子在脾脏中表达上调。此外,脾脏细胞的细胞器组分在弓形虫感染过程中发生改变,包括线粒体和内质网组分。通过检测小鼠脾脏感染弓形虫后miRNA的表达量,我们发现在小鼠脾脏差异表达的miRNA中,既有靶向转录因子的miRNA,也有靶向凋亡通路的miRNA。这提示弓形虫可以通过改变靶向转录因子的miRNA表达量来间接地调节宿主基因的表达。同时,弓形虫也可以通过改变靶向细胞凋亡相关基因的miRNA表达来调控宿主细胞凋亡进程;靶向凋亡相关基因的结果则取决于促进凋亡和抑制凋亡的miRNA之间的平衡。通过对小鼠感染弓形虫后的肝脏蛋白组进行检测和分析,我们发现小鼠肝脏表达上调的蛋白集中在免疫、感染以及蛋白折叠相关通路,而下调的蛋白则集中在代谢通路。对小鼠肝脏转录组分析结果表明,iTRAQ检测的结果准确、可靠。此外,通过分析转录组数据我们还发现,肝脏胆汁合成和分泌通路在弓形虫感染中被显著下调。通过转录因子富集,我们发现下调的基因有很大一部分是由PPAR转录因子控制的。PPAR信号通路与肝脏能量、脂类等代谢有密切关系;因此弓形虫可能通过劫持肝细胞的PPAR通路来引起肝脏代谢功能下调。由于猪的生理特点比小鼠更加接近于人,故本课题还对弓形虫感染猪后肝脏和脾脏的转录组变化进行了检测和分析。通过对肝脏、脾脏差异表达转录本的表达模式进行聚类,发现猪肝脏和脾脏的代谢进程都在弓形虫感染中下调,尤其是在感染后第6天的肝脏。肝脏中的炎症反应总体上要强于脾脏,尤其是感染后第18天猪肝脏出现了结缔组织增生及炎症细胞浸润的病理变化;猪肝脏在感染后第6天没有发现明显的病理变化,但小鼠肝脏在感染后第6天却发现了明显的病理变化。这可能是由于猪和小鼠之间的免疫系统和生理系统差异以及对弓形虫不同的易感性造成的。此外,我们还发现猪肝脏蛋白折叠和蛋白质量控制相关基因的表达受到弓形虫感染的影响,这与小鼠模型的研究结果一致。综上所述,本课题首次对弓形虫感染后小鼠脾脏的转录组、miRNA,小鼠肝脏的蛋白组、转录组以及猪脾脏和肝脏的转录组进行了研究和分析,描述了小鼠和猪感染弓形虫后脾脏和肝脏的基因表达变化。同时,我们的研究结果也证明了弓形虫感染对宿主基因表达的影响与感染进程以及宿主属性有关。本课题研究结果将为进一步深入研究弓形虫感染对宿主基因的调节、脾脏和肝脏功能的改变奠定基础。