早期去势对小鼠生长发育和不同组织基因表达谱的影响

发布时间：2017-03-31 03:14

  本文关键词：早期去势对小鼠生长发育和不同组织基因表达谱的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：去势通常指通过机械切割或者免疫等方法使动物失去性腺或使动物性腺失去功能的过程。研究发现,去势会导致脊椎动物攻击性降低,性欲减少,第二性征的发育受到抑制,甚至导致不孕不育和其他疾病的发生。去势还会导致动物出现心肌细胞凋亡、肝中脂肪酸含量升高、肺水肿得到缓解等现象。因此,去势对动物的影响存在多组织效应。目前有关去势的研究多数停留在肉质性状、生长指标、细胞形态等宏观表型层面,或者检测去势对动物体内单个或者多个基因的影响,本实验以小鼠为动物模型,采用转录组测序的方法,研究早期(断奶后)去势对小鼠成年后不同组织的影响,研究结果如下：(1)假去势(阴囊处开个1cm左右小口)、单去势(手术去除左侧睾丸)和双去势(手术去除双侧睾丸)成年小鼠的血清睾酮浓度依次极显著地降低。在饲养周期过程中,双去势小鼠成年体重显著低于假去势小鼠和单去势小鼠。对小鼠11个屠宰测定指标和13个衍生指标的研究发现,6(42.86%)个测定指标和9(69.23%)个衍生指标在不同的处理组中存在显著性的差异。此外,早期去势对成年后小鼠各组织产生了明显的形态学、生理学和病理学的影响,如心肌细胞排列松散、肝细胞完整性降级甚至出现点状坏死和肌纤维直径缩小等。(2)本研究对假去势、单去势和双去势小鼠的心、肝和骨骼肌共计27个样本进行了转录组测序分析,共获得159.05 Gb原始数据(raw data)和156.75Gb的高质量数据(clean data),平均83.80%(89.88±1.51%)的clean data能够匹配到小鼠的参考基因组上。27个测序文库共鉴定出18,870个表达的转录本,其中心脏10,005(53.02%)个肝脏10,000(52.99%)个,骨骼肌10,002(53.00%)个。在心、肝和骨骼肌中分别得到7,397(73.93%),6,700(67.00%)和8,402(84.00%)个有效的转录本。(3)差异表达分析结果表明,假去势和双去势小鼠之间的差异基因在心、肝和骨骼肌中分别为181、202和191个。心、肝和骨骼肌特异表达基因数分别为143(79.01%),183(90.59%)和155(81.15%)个(4)心脏组织中,假去势和双去势之间的差异基因主要富集在细胞外基质和焦点粘连相关的过程和通路中。细胞外基质相关基因在心脏和骨骼肌组织中表达较高,且双去势的表达量低于假去势。col3a1, col4a1和tek基因的表达量在不同组织之间存在组织差异性,且去势对不同组织的col3a1, col4a1和tek基因的表达影响不同。(5)肝脏组织中,假去势和双去势之间的差异基因主要富集在细胞色素P450参与的氧化还原反应相关过程和通路中。氧化还原反应相关基因在肝脏组织中的表达较高,除了Adh4基因外,其他基因都在双去势组表达量更高。gstt2, adh4和cyp2a5基因的表达量在不同组织之间存在组织差异性,且去势对不同组织的gstt2, adh4和cyp2a5基因的表达影响不同。(6)骨骼肌组织中,假去势组的转录本中上调的差异基因富集多糖结合通路中。col5a3和col1a2基因的表达量在不同组织之间存在组织差异性,且去势对不同组织的col5a3和col1a2基因的表达影响不同。(7)采用共表达网络分析,对心、肝和骨骼肌的所有转录组分别进行基因模型鉴定,在心、肝和骨骼肌组织中分别鉴定出21、18和20个基因模型。心、肝和骨骼肌中分别有3、2和4个基因模型与对应的表型高度相关,而且不同组织与相应表型高度相关的基因模型中的基因都主要富集在核酸代谢和能量代谢相关的过程和通路中。
【关键词】：小鼠 转录组 单去势 双去势 心 肝 骨骼肌
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S857.129
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 文献综述12-22
• 1.1 去势的定义和国内外研究12-13
• 1.1.1 去势的定义和方法12
• 1.1.2 去势的国内外研究现状12-13
• 1.2 去势对主要组织器官的影响13-16
• 1.2.1 去势对心脏的影响13-14
• 1.2.2 去势对肝脏的影响14
• 1.2.3 去势对脾的影响14
• 1.2.4 去势对肺的影响14-15
• 1.2.5 去势对肾的影响15
• 1.2.6 去势对肌肉的影响15
• 1.2.7 去势对脂肪的影响15-16
• 1.3 昆明小鼠16
• 1.4 转录组测序(RNA-seq)16-22
• 1.4.1 RNA-seq定义16-17
• 1.4.2 RNA-seq原理17
• 1.4.3 RNA-seq技术平台17-18
• 1.4.4 RNA-seq技术优势18-19
• 1.4.5 RNA-seq技术的应用19-22
• 2 研究的目的意义22
• 3 材料与方法22-36
• 3.1 实验主要仪器和试剂22-23
• 3.1.1 主要仪器设备22-23
• 3.1.2 主要试剂23
• 3.2 主要试验方法23-36
• 3.2.1 小鼠去势模型的构建及饲养23
• 3.2.2 小鼠体重指标的测定23
• 3.2.3 小鼠屠宰指标的测定和样品采集23-24
• 3.2.4 石蜡切片的制作和HE染色24
• 3.2.5 总RNA的提取24-25
• 3.2.6 总RNA的质检25-26
• 3.2.7 RNA-seq测序26-31
• 3.2.8 数据分析31-35
• 3.2.9 RNA-seq数据可靠性验证35-36
• 3.2.10 基因与表型性状的相关性分析36
• 4 结果和分析36-61
• 4.1 去势模型的建立36-37
• 4.2 早期去势对小鼠长期的表型影响37-39
• 4.2.1 体重指标的影响37
• 4.2.2 屠宰指标的影响37-38
• 4.2.3 组织形态学的影响38-39
• 4.3 不同处理间多组织转录组测序文库的构建39-44
• 4.3.1 总RNA甲醛变性琼脂糖凝胶检测结果39-41
• 4.3.2 总RNA毛细管电泳检测结果41-42
• 4.3.3 cDNA文库目的片段检测结果42-43
• 4.3.4 cDNA目的片段文库PCR扩增后的聚丙烯酰胺凝胶电泳检测43-44
• 4.4 27个样品测序数据概述及数据质量评估44-49
• 4.4.1 测序数据概述44-45
• 4.4.2 测序数据质量评估45-49
• 4.5 总体基因表达谱分析49-50
• 4.6 假去势和双去势小鼠心、肝和骨骼肌转录组差异分析50-51
• 4.7 假去势和双去势小鼠心、肝和骨骼肌差异转录本功能分析51-57
• 4.7.1 早期极端去势对成年小鼠心脏形态学影响52-54
• 4.7.2 早期极端去势对成年小鼠肝脏能量代谢的影响54-56
• 4.7.3 早期极端去势对成年小鼠骨骼肌形态和迁移的影响56-57
• 4.8 共表达基因模型与表型性状的相关性分析57-61
• 5 讨论61-65
• 5.1 小鼠为动物模型61
• 5.2 去势模型的建立61
• 5.3 早期去势对成年小鼠的表型影响61-62
• 5.4 早期去势对成年小鼠不同组织转录组的总体影响62
• 5.5 早期去势对成年小鼠不同组织转录组的差异影响62-65
• 5.6 共表达基因模型与表型性状的关系65
• 6 结论65-67
• 参考文献67-72
• 附录一72-74
• 附录二74-76
• 附录三76-79
• 附录四79-84
• 附录五84-88
• 致谢88

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