轉錄組分析揭示氨脅迫對鯉魚肝胰腺內質網應激途徑的影響

 

材料

普通鯉魚（45.44±2.57g）取自中國哈爾濱市黑龍江水產研究院呼蘭養(yǎng)魚場。在實驗條件下養(yǎng)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。

實驗方法

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

測序策略

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

研究背景

鯉魚是全球養(yǎng)殖最廣泛的魚類。隨著養(yǎng)殖密度的增加，鯉魚養(yǎng)殖面臨著嚴峻的環(huán)境壓力。氨是一個重要的環(huán)境脅迫因素，對繁殖過程產生重大影響。對魚類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，它很容易通過細胞膜，疾病在鰓、腎和肝組織中，降低免疫力，阻礙生長，甚至死亡。然而，關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技術研究氨脅迫下鯉魚肝胰腺的基因表達譜，共有3367個單基因被鑒定為與氨脅迫相關的差異表達基因（DEG）。1724DEG下調，1643DEG上調。KEGG分析將這些DEG的代謝
途徑分為49個不同的terms。85個DEGs顯著富集在內質網（ko04141）的蛋白質加工途徑中。許多DEG在內質網應激（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，氨脅迫誘導肝胰腺細胞凋亡。此外，在氨脅迫下，ERS通過PERK-eIF2α-CHOP和IRE1-XBP1-CHOP信號通路誘導肝胰腺細胞凋亡。該文為鯉魚的應激反應提供了新的思路，是首次對氨脅迫下鯉魚肝胰腺轉錄組進行了研究。