2019-07-31
發(fā)表期刊：Food and Chemical Toxicology
影響因子：3.775
派森諾生物與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院孫鋁輝教授課題組攜手合作，于2019年7月在《Food and Chemical Toxicology》上發(fā)表了雛雞腺胃轉(zhuǎn)錄組對T-2毒素反應(yīng)的研究成果，影響因子有3.775。結(jié)合RNA-Seq基因測序技術(shù)，系統(tǒng)性地闡述了T-2毒素在雛雞腺胃里的毒性機理，為預(yù)防T-2毒素的不良反應(yīng)提供了新思路。
研究背景
T-2毒素是由二線鐮刀菌產(chǎn)生的A型單端孢霉烯族毒素, 也是危險的食品污染物，對動物生長影響極大，其經(jīng)動物性食品殘留亦對人類健康造成潛在危害。雛雞對T-2毒素相對敏感，尤其是胃腸組織。眾所周知，腺胃對食物的消化有非常重要的作用。然而，T-2毒素的毒性機理在雛雞的腺胃里仍然未知。
研究方法
HE染色法驗證了在顯微鏡下4個處理 （對照組，1.0mg/kg，3.0mg/kg，6.0 mg/kg）的雛雞腺胃組織變化。
RNA-seq: 4個樣本（對照組，1.0mg/kg，3.0mg/kg，6.0 mg/kg），處理2周。
Real time qPCR來驗證RNA-seq測序的準(zhǔn)確性。?
研究結(jié)果
腺胃組織學(xué)結(jié)果
HE染色法顯示了雞腺胃組織細(xì)胞在T-2毒素1.0mg/kg的處理下2周后并沒有顯著影響（圖1）。當(dāng)T-2毒素上升到3.0mg/kg則引起嚴(yán)重炎癥，粘膜水腫和炎性細(xì)胞增多，當(dāng)T-2毒素到達(dá)6.0mg/kg的水平甚至引起了腺胃組織上皮壞死和脫落現(xiàn)象。
圖1：在不同劑量的T-2毒素處理2周后，雛雞腺胃切片用蘇木精-伊紅染色的顯微照片（放大200倍）
RNA-Seq的差異表達(dá)分析和功能分析
為進(jìn)一步了解T-2毒素在雛雞腺胃的毒性機理，借助RNA-Seq測序手段分析轉(zhuǎn)錄組基因表達(dá)變化。將轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)與參考基因組進(jìn)行對比，得到18346個基因，其中204個差異基因在三個處理組（1.0mg/kg, 3.0mg/kg, 6.0mg/kg）中表達(dá)類似（圖2），相比于對照組，37個基因表達(dá)上調(diào)，167個基因表達(dá)下調(diào)。因此這204個DEGs有較高的可能性與T-2毒素誘發(fā)腺胃損傷有關(guān)，被用作進(jìn)一步分析。
圖2 三組差異分組基因的聚類分析
通過GO功能注釋和分類分析，顯示158個DEGs與生物過程，細(xì)胞組件和分子功能有關(guān)（圖3）。對每個分類中的基因數(shù)目進(jìn)行排序，發(fā)現(xiàn)在生物過程類別中與“細(xì)胞過程”、“生物調(diào)節(jié)“、”生物過程調(diào)節(jié)”、“細(xì)胞過程調(diào)節(jié)”的生物過程相關(guān)基因的數(shù)目排在前四。在細(xì)胞組件分類中，與“細(xì)胞”、“細(xì)胞零件”、“細(xì)胞內(nèi)”相關(guān)的基因最多。在分子功能類別中，基因主要集中于“結(jié)合”、“蛋白質(zhì)結(jié)合”和“離子結(jié)合”的分子功能。
圖3 差異表達(dá)基因功能注釋
用KEGG數(shù)據(jù)庫對60個顯著DEGs進(jìn)行基因功能和調(diào)控通路分析，獲取了10個代謝通路（圖4），前三個基因富集的通路與局部粘附、肌動蛋白細(xì)胞骨架的調(diào)節(jié)和癌癥的途徑有關(guān)。其中有10個差異表達(dá)基因與氧化應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)，9個差異表達(dá)基因與炎癥相關(guān)，12個差異表達(dá)基因與傷口愈合和出血有關(guān)，9個差異表達(dá)基因與細(xì)胞凋亡和致癌有關(guān)。
圖4 差異表達(dá)基因的KEGG分類分析
文章小結(jié)
本研究通過RNA-Seq測序分析進(jìn)一步闡明了T-2毒素在3.0mg/kg 和6.0mg/kg的水平下對雛雞腺胃的傷害與氧化應(yīng)激反應(yīng)，炎癥，傷口愈合和出血，細(xì)胞凋亡和致癌的關(guān)鍵基因表達(dá)失調(diào)有關(guān)。
本研究的測序和數(shù)據(jù)分析工作由上海派森諾生物科技股份有限公司完成。
原文索引
Luo J.J., Zhang Yu, Sun Hua, Wei J.T., Khalil M. Mohanmed, Wang Y.W., Dai J.F., Zhang N.Y., Qi D.S., Sun L.H. The response of glandular gastric transcriptome to T-2 toxin in chicks. Food and Chemical Toxicology, 2019, 132.
