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生物化学与生物物理进展 2023年第3期50卷 606-622页

作者：吴晋强郝晓静赵红霞董亚洁王荣张鹏翔王海东赫晓燕山西农业大学动物医学学院太谷030801

目的羊毛是高档纺织原料,羊毛的物理性质直接关系到羊毛品质。本研究旨在挖掘影响羊毛性状的基因,探索影响羊毛性状的复杂分子机制。方法本研究选取萨福克羊和小尾寒羊各3只作为试验样本,取背部皮肤组织,采用转录组学(RNA-seq)和蛋白质... 详细信息

目的羊毛是高档纺织原料,羊毛的物理性质直接关系到羊毛品质。本研究旨在挖掘影响羊毛性状的基因,探索影响羊毛性状的复杂分子机制。方法本研究选取萨福克羊和小尾寒羊各3只作为试验样本,取背部皮肤组织,采用转录组学(RNA-seq)和蛋白质组学测序分析造成羊毛性状差异的基因、蛋白质及相关信号通路。结果转录组测序表明:测序完成后,共得到230406674个原始数据和222049370个干净数据,其中Q20碱基百分比为99.9%以上,Q30碱基百分比为98%以上。以差异倍数FC≥1.4或FC≤0.714且P蛋白丝显著富集,表明其可能与羊毛性状相关。KEGG富集发现,影响羊毛性状的信号通路可能是ECM-受体相互作用。蛋白质组测序表明:以差异倍数FC≥1.4或FC≤0.714且P蛋白(DEPs),其中萨福克羊与小尾寒羊相比,上调蛋白有47个,下调蛋白有52个。GO富集发现中间丝等显著富集,表明其可能与羊毛性状相关。KEGG富集发现,影响羊毛性状的信号通路可能是过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)信号通路和ECM-受体相互作用。转录组与蛋白质组联合分析发现:转录组和蛋白质组均检测到的显著差异基因共有15个,其中13个为正相关,2个为负相关。中间丝显著富集,其中涉及的KRT35、KRT13、KAP13-1-like基因可能是影响羊毛性状的关键候选基因,PPAR信号通路显著富集,可能是影响羊毛性状的关键候选通路,FABP4基因可能是影响羊毛性状的关键候选基因。结论KRT35可能影响羊毛直径和弯曲;KRT13可能影响羊毛分化;KAP13-1-like可能影响羊毛硬度和韧性;FABP4可能影响羊毛直径。这些结果将扩展对影响绵羊羊毛性状的复杂分子机制的理解,并为后续的研究提供基础。

关键词：转录组测序蛋白质组测序萨福克羊小尾寒羊羊毛性状

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人胃上皮细胞系GES-1在不同pH环境下的串联质谱标签定量蛋白质组学分析

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基因组学与应用生物学 2022年第6期41卷 1339-1349页

作者：施韵何坪涂旭东张玉娟重庆师范大学生命科学学院重庆401331 重庆医药高等专科学校重庆401331

胃是人体重要的消化器官,胃部环境pH改变可能引发多种疾病。本研究探究了不同pH环境对胃上皮细胞系GES-1蛋白质组的影响。将GES-1放置在酸性(pH 6.8)、碱性(pH 9.4)和对照(pH 7.4)培养基中,培养7 d后收集细胞沉淀,进行串联质谱标签(tand... 详细信息

胃是人体重要的消化器官,胃部环境pH改变可能引发多种疾病。本研究探究了不同pH环境对胃上皮细胞系GES-1蛋白质组的影响。将GES-1放置在酸性(pH 6.8)、碱性(pH 9.4)和对照(pH 7.4)培养基中,培养7 d后收集细胞沉淀,进行串联质谱标签(tandem mass tags,TMT)定量蛋白质组学测序,选择差异表达蛋白进行KEGG富集分析。结果表明,胃上皮细胞GES-1最适生长pH为7.4,在强碱环境(pH 9.4)中细胞能保持较好的状态,在弱酸环境(pH 6.8)中难以维持正常细胞形态。与对照组相比,136个蛋白在酸性(pH 6.8)样品中显著差异表达,其中96个蛋白上调,40个蛋白下调。KEGG富集结果显示,差异蛋白与胆汁分泌、丙酮酸代谢、抗原加工呈递、铁死亡等103个生物学过程相关;与对照组相比,15个蛋白在碱性(pH 9.4)样品中显著上调,1个蛋白显著下调,差异蛋白被富集到47个生物学过程,包括霍乱弧菌感染、补体与凝血级联、内质网中的蛋白质加工、蛋白质输出等。本研究揭示了GES-1细胞响应pH环境改变的蛋白质组特点,为探究因环境pH变化引发的胃部病变提供了新的思路。

关键词：酸性pH 碱性pH 串联质谱标签蛋白质组测序功能富集

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食粪行为对新西兰白兔生长性能、肠道微生态和肉品质的影响

食粪行为对新西兰白兔生长性能、肠道微生态和肉品质的影响

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作者：何辉河南农业大学

学位级别：硕士

食粪是兔的一种本能行为。在长期的自然选择和进化过程中,为适应恶劣的生存环境,兔养成并保持了进食软粪的行为和习惯。由于特殊的消化特性和有限的食物供应,包括兔在内的许多小型食草动物,扩大了它们的前肠或后肠区域的大小,以促进不... 详细信息

食粪是兔的一种本能行为。在长期的自然选择和进化过程中,为适应恶劣的生存环境,兔养成并保持了进食软粪的行为和习惯。由于特殊的消化特性和有限的食物供应,包括兔在内的许多小型食草动物,扩大了它们的前肠或后肠区域的大小,以促进不可消化的膳食纤维的发酵,并采取食粪行为来满足它们的营养需求。研究指出,摄食软粪的行为为兔提供了一种重新吸收随粪便排泄的营养物质并调节肠道微生物群落动态平衡的策略。此外,近年来兔肉因其美味的口感和特殊的营养特性而变得越来越受欢迎,高含量的多不饱和脂肪酸、蛋白质、必需氨基酸以及相对低含量的脂肪和胆固醇,使得兔肉成为动物蛋白供应的理想来源。现有研究已经表明,食粪行为对于家兔肠道微生物区系的维持和营养物质的摄取具有十分重要的生理学意义,但是食粪行为对家兔生长性能和肉品质的影响还缺乏系统研究。本研究通过构建家兔禁食软粪模型,探讨禁食软粪对家兔生长性能、肠道微生态和肉品质的影响。主要研究结果如下:(1)禁食软粪对新西兰白兔的生长发育有显著影响。相比于对照组(Control,CON)和假禁食软粪组(Sham-coprophagy prevention,SCP),禁食软粪组(Coprophagy prevention,CP)家兔的末体重显著降低(P组和SCP组,CP组后腿肌在屠宰后45min和24h的a*均显著升高(P组后腿肌组织中脂滴积累总面积极显著升高(P组织的脂肪酸组成和含量。相较于CON组和SCP组,CP组后腿肌组织中的棕榈酸(C16:0)含量显著升高(P组织的氨基酸组成和含量。CP组必需氨基酸含量显著降低(P组织HE染色显示,相比于CON组和SCP组,CP组家兔盲肠肠道绒毛结构被破坏,肠腺体增多,禁食软粪导致了家兔盲肠肠道炎症的发生。CP组家兔盲肠内容物的p H值极显著高于CON组和SCP组(P组和SCP组,CP组家兔盲肠内容物的甲酸(P组的异丁酸和丁酸含量显著低于CON组和SCP组(P测序结果显示,CP组的颤螺菌属丰度极显著低于CON组(P组和SCP组(P组主要标志菌属;假单胞菌属和萨特氏菌属是SCP组主要富集菌属;而肠杆菌属、不动杆菌属、AF12属、志贺菌属、丁酸球菌属、副杆菌属、草酸杆菌属和脱硫弧菌属是CP组主要标志菌属。(4)成功构建家兔禁食软粪模型后腿肌组织蛋白质文库。在CP组和CON组后腿肌中共检测到267个差异表达蛋白质(differentially expressed proteins,DEPs),其中159个蛋白质在CP组中上调表达,108个蛋白质在CP组中下调表达;在CP组和SCP组后腿肌中共检测到196个DEPs,其中118个蛋白质在CP组中上调表达,78个蛋白质在CP组中下调表达。对CP组和CON组后腿肌中DEPs进行GO富集,分子功能主要条目是蛋白质结合(如肌动蛋白丝结合、微管蛋白结合、钾离子结合、氧结合)和磷酸酶活性,细胞成分主要富集了肌原纤维(包括Z线、基底膜和肌球蛋白复合体),生物过程主要条目是转运过程(包括线粒体电子传递、细胞色素C、蛋白质进入细胞核和肌肉组织形态发生)。对CP组和CON组后腿肌中DEPs使用KEGG富集分析,最主要的富集途径包括氧化磷酸化、非酒精性脂肪性肝病、帕金森、肌肉收缩、碳代谢和丙酮酸代谢信号通路。并且CP vs CON和CP vs SCP的差异表达蛋白质所富集的功能和通路相似。Elisa和Westernblot验证试验表明,线粒体氧化磷酸化及ATP生成受到抑制可能是导致骨骼肌脂质异常积聚的潜在调控机制。本研究在得到家兔禁食软粪模型的表型和肉品质数据之后,通过16S r DNA和蛋白质组测序,筛选出CP组典型的差异微生物、差异表达蛋白质和调控路径,并使用分子生物学的方法进行了验证试验。本研究发现,线粒体氧化磷酸化和ATP产生水平的抑制是禁食软粪影响家兔骨骼肌脂肪积聚和脂肪酸组成的潜在机制。

关键词：新西兰白兔食粪性肠道微生态肉品质蛋白质组测序

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胃癌、胃溃疡患者胃微生物群落分析及Actinomyces timonensis对幽门螺杆菌的拮抗作用研究

胃癌、胃溃疡患者胃微生物群落分析及Actinomyces timonensis对幽...

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作者：刘媛山东大学

学位级别：硕士

人类胃部环境中存在着大量的微生物资源,与人类的健康和疾病密切相关。胃癌、胃溃疡作为常见消化道疾病,了解其胃部菌群多样性以及微生物各成员之间的相互作用尤为重要。幽门螺杆菌的长期感染是引起胃部疾病的主要原因之一,探究幽门螺... 详细信息

人类胃部环境中存在着大量的微生物资源,与人类的健康和疾病密切相关。胃癌、胃溃疡作为常见消化道疾病,了解其胃部菌群多样性以及微生物各成员之间的相互作用尤为重要。幽门螺杆菌的长期感染是引起胃部疾病的主要原因之一,探究幽门螺杆菌与胃部菌群的相互作用,可以为幽门螺杆菌感染的治疗与根除提供必要的数据支持。本研究以胃癌、胃溃疡患者胃粘膜组织为主要研究对象,基于16S rRNA基因高通量测序法和微生物培养法,进行胃内微生物群落结构及多样性分析。其次将分离到的可培养菌株与幽门螺杆菌SBK共培养,筛选对幽门螺杆菌SBK具有拮抗作用的菌株。对拮抗菌株Actinomyces timonensis R4-12-8进行基因组分析,并通过蛋白质组学差异探究该拮抗型菌株对幽门螺杆菌SBK的抑制机制。研究成果如下:1.对胃癌、胃溃疡患者的胃粘膜组织样本进行微生物分离培养,并结合16S rRNA基因高通量测序技术进行胃微生物群落结构及多样性分析。通过纯培养技术,共分离获得536株细菌,潜在新物种10株,其中从胃癌样本中分离得到386株细菌,分布于49个属,122个物种;从胃溃疡样本中分离得到150株细菌,分布于17个属,49个物种。与16S rRNA基因高通量测序结果一致,胃部菌群主要分布在四大门类:变形菌门,厚壁菌门,放线菌门和拟杆菌门。16S rRNA基因高通量测序结果显示,不同的临床状态塑造了不同的胃部菌群结构,形成自己特异的细菌类群。幽门螺杆菌在溃疡组织中属于优势类群,而在胃癌样本中丰度明显降低。胃癌样本中,肿瘤组织与癌旁组织细菌类群明显不同,在肿瘤组织中幽门螺杆菌丰度显著下降。表明胃微生物的组成与胃癌的发展阶段可能并不相关,而是由胃部组织特定的微生境所决定的。胃溃疡样本中,幽门螺杆菌占绝对优势。另外,不同的人胃部微生物群落的差异甚至更为显著。2.基于纯培养法获得的胃微生物,进行幽门螺杆菌SBK拮抗型菌株的筛选。从分离得到的可培养菌株中共筛选出了 6株对幽门螺杆菌SBK有拮抗作用的菌株。筛选得到的拮抗型菌株分布于5个属,分别是Actinomyces,Streptococcus,Lactobacillus,Alloscardovia,Enterococcus。以菌株A.timonensis R4-12-8为研究对象,通过Transwell小室建立共培养体系,与幽门螺杆菌SBK进行共培养。结果显示Actinomyces timonensis R4-12-8会加快幽门螺杆菌SBK由螺旋杆状向球状细胞的转化,即Actinomyces timonensis R4-12-8产生的某些物质抑制了幽门螺杆菌SBK的生长。3.对拮抗菌株Actinomyces timonensis R4-12-8进行基因组分析,并通过蛋白质组学测序探究该菌株对幽门螺杆菌SBK的作用机制。初步分析菌株Actinomyces R4-12-8的基因组,发现存在3个相关次级代谢通路。通过KEGG数据库注释到部分代谢通路,包括萜类化合物和聚酮类化合物的代谢通路,及次生代谢产物的生物合成通路。利用菌株Actinomyces timonensis R4-12-8发酵上清液对幽门螺杆菌SBK进行培养,收集幽门螺杆菌SBK菌体进行蛋白质组学测序,结果共注释到2521个可定量蛋白质。差异表达蛋白质主要分布于细胞质,周质,胞外和外膜。使用GO数据库进行了三个方面的功能富集分析,包含了生物过程,细胞组分和分子功能。通过差异表达蛋白来预测Actinomyces timonensis R4-12-8对幽门螺杆菌SBK的作用机制。Actinomyces R4-12-8可能会促进幽门螺杆菌SBK的KDO生物合成,抑制糖酵解,并促进其趋化现象的发生。

关键词：胃微生物幽门螺杆菌蛋白质组测序

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