广州管圆线虫感染大鼠脑组织转录组分析

目的 了解广州管圆线虫感染后大鼠脑组织转录组的表达水平。方法 将32只SD大鼠随机分为对照组（12只）和感染组（20只）,感染组每只大鼠经灌胃感染40条广州管圆线虫Ⅲ期幼虫,对照组灌胃等体积生理盐水。感染后1、7、14、21 d,对照组、感染组分别随机解剖3、5只,取脑组织制备石蜡切片,苏木精-伊红（HE）染色后观察脑组织病理变化。TRIzol法提取感染后14 d大鼠脑组织RNA,逆转录为cDNA后测序。选取差异表达mRNA进行基因本体论（GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）代谢通路分析,采用STRING数据库预测差异表达mRNA靶蛋白之间的蛋白质互作（PPI）关系。利用生物信息学方法构建差异表达基因的竞争性内源性RNA (ceRNA)调控网络。采用qPCR验证表达差异的lncRNA。结果 HE染色结果显示,感染广州管圆线虫后14 d,感染组大鼠脑组织出现病理变化,脑海马区神经元胞浆固缩;感染后21 d,脑膜处可见寄生虫样组织。RNA测序结果显示,感染广州管圆线虫后14 d,大鼠脑组织中差异表达mRNA的数量为955个（890个上调、65个下调）;差异表达lncRNA的数量为193个（122个上调、71个下调）。GO富集分析结果显示,差异表达mRNA主要富集在炎症反应、免疫应答等生物过程,细胞成分主要为质膜外侧的胞外空间、细胞表面等,分子功能主要为趋化因子活性、趋化因子受体结合等;KEGG代谢通路分析结果显示,差异表达mRNA主要参与细胞因子-细胞因子受体相互作用、趋化因子等信号通路。PPI分析结果显示,差异表达基因主要的靶点为趋化因子配体11、RT1-Da、丝氨酸家族E成员1等,均与免疫应答相关。ceRNA结果显示,显著富集的miRNA如mir-466b-3p、mir-1956、mir-207和mir-328a-5p等与免疫应答、细胞凋亡、血管生成等过程有关。qPCR结果显示,感染广州管圆线虫后,感染组大鼠H19的相对转录水平逐渐升高,在感染后21 d达到峰值,为15.074±3.366,高于对照组的1.000±0.113 (t=13.190,P <0.05);RT1-CE6、LOC100910973和lncR-ncf1的相对转录水平在感染后14 d达到峰值,分别为9.702±1.408、6.683±1.299和7.733±0.717,均高于对照组的1.003±0.039、1.001±0.156和0.999±0.076 (t=20.760、13.830、28.810,均P <0.01);AABR07030796.1的相对转录水平在感染后14 d开始上升,至感染后21 d达到峰值,分别为4.485±0.236和5.068±1.608,均高于对照组的1.000±0.159和1.001±0.256 (t=7.049、8.229,均P <0.01)。感染广州管圆线虫后14 d,大鼠脑组织中H19、RT1-CE6、LOC100910973、lncR-ncf1和AABR07030796.1的qPCR结果和RNA测序结果均显示上调,表达趋势一致。结论 广州管圆线虫感染后大鼠脑组织转录组中获得955个差异表达mRNA和193个差异表达lncRNA,主要富集在炎症反应、免疫应答等生物过程。