基于转录组测序技术探讨电针对应激性胃溃疡模型大鼠的分子机制

目的 探讨电针针刺对应激性胃溃疡大鼠模型胃黏膜的保护作用及转录组学分析分子机制。方法 选取SPF级成年雄性Wistar大鼠,随机分为模型组（n=8）、空白组（n=8）、电针组（n=8）。电针组予以电针针刺内关和足三里治疗,每日30 min。空白组常规喂养,无任何处置。模型组同期进行异氟烷麻醉干预。采用束缚-水浸应激法在干预结束后建立动物模型。取胃组织并测量溃疡面积,计算溃疡指数,HE染色法观察胃黏膜形态学改变,采用转录组测序技术检测各组大鼠胃组织基因表达,筛选差异表达基因,并进行基因GO功能分类以及KEGG代谢通路富集分析。结果 在预电针针刺后,胃溃疡面积明显低于模型组。高通量测序结果的GO富集分析表明胃溃疡的产生和预电针对胃溃疡的治疗过程中,涉及生物过程、细胞组分和分子功能中的多个方面,同时也表明胃溃疡的形成与电针对其的治疗是多组分、多基因相互作用的结果。KEGG富集结果表明,PI3K-Akt和MAPK等信号通路在胃溃疡的发生和治疗过程中起着重要作用。结论 本研究初步探讨了胃溃疡形成及预电针针刺缓解胃溃疡大鼠的分子调控机制,为进一步解析电针对胃溃疡治疗的分子机制研究奠定了良好的基础。     

基于全转录组测序技术的转录组学在中医药领域的应用前景分析

转录组学以其在全基因组转录水平上整体性、系统性的研究特点在中医药研究中发挥了重要作用,近年来兴起的全转录组测序(RNA Sequencing,RNA-Seq)技术使转录组学研究进入了数字化、信息化的时代。本文总结归纳了RNA-seq技术在转录组学中的优势,其整体性、系统性、个体组织差异性、时间独立性等优势改善了以往单基因研究不能切合中医学整体观念的不足;着重探讨了基于RNA-seq技术的转录组学在中医学理论及方药研究等方面的应用现状及前景,对其在中医辨治理论实质研究、方药有效成分的筛选和作用机制研究及临床用药安全评定体系等方面的应用策略进行了分析,并提出了初步的实验方案。     

基于转录组测序技术探讨电针对大脑中动脉栓塞大鼠学习记忆能力的影响

目的:探讨电针改善局灶性大脑中动脉栓塞(MCAO)大鼠学习记忆能力的机制.方法:采用随机数表法将大鼠分为假手术组、MCAO组及电针组.MCAO组和电针组均用Longa改良线栓法制备MCAO模型.电针组电针百会、神庭穴,每天1次,每次20min,持续7d.各组在造模后第3至7天采用Morris水迷宫实验检测大鼠学习记忆能...     

马鞭草全长转录组测序分析

目的:利用高通量测序技术获得马鞭草Verbena officinalis L.的全长转录组基因信息。方法:通过PacBio Sequel高通量测序平台,对马鞭草根、茎、叶3个部位的混合样品进行全长转录组测序,并基于序列同源性对转录本进行功能注释,得到马鞭草全长转录组的遗传信息。结果:测序数据经过质控后获得197542个高质量的转录本及169063条环形一致性序列(CCS),检测出4955个转录因子。其中161062个(81.53%)转录本在非冗余蛋白(NR)、真核生物相邻类的聚簇(KOG)数据库、京都基因与基因组百科全书(KEGG)、基因本体(GO)数据库、蛋白家族(Pfam)数据库和SwissProt蛋白序列数据库中均得到注释。MISA分析发现54063个简单重复序列(SSR)位点,还预测到70050个长链非编码RNAs(lncRNAs)和45499个信使核糖核酸(mRNAs),并在马鞭草全长转录组中共鉴定到了60个转录本可能参与单萜类化合物的生物合成。结论:利用高通量测序技术和生物信息学分析获得了马鞭草的全长转录组信息特征,可为后期开展马鞭草功能基因鉴定、解析萜类化合物次生代谢途径及其调控机制提供参考。     

基于转录组测序技术探讨蓝斑核参与针刺抗心肌缺血的分子机制

目的:探讨蓝斑核参与针刺抗心肌缺血的分子机制.方法:将雄性SD大鼠随机分成伪手术组、模型组、电针组、电针+损毁组,每组6只.采用冠状动脉左前降支结扎法复制急性心肌缺血模型.电针组在"神门"-"通里"段给予电针,强度1 mA,频率2 Hz/15 Hz,每次30 min,连续3 d;电针+损毁组在病毒损毁双侧蓝斑核的基础上...     

基于转录组测序揭示光质对刺五加实生苗基因表达的调控作用

目的 对刺五加Acanthopanax senticosus实生苗进行转录组测序,分析其响应不同光质调控的分子机制。方法 以生长60 d的刺五加实生苗为材料,设置不同光质处理组（LED-1、LED-2）和对照组[高压钠灯（high pressure sodium,HPS）],应用Illumina HiSeq^TM对其叶片进行转录组测序,对测序后的结果进行基因功能注释、差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）筛选和共表达网络分析。结果 转录组测序共获得126 252条Unigene。其中92 681条被注释,3个处理组中筛选出DEGs 7664个。基因本体（gene ontology,GO）富集结果表明,DEGs在代谢过程、刺激响应、细胞结构、催化活性等功能中得到显著富集。京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）途径富集分析表明,DEGs显著富集在植物激素传导、糖代谢、苯丙烷类生物合成、类黄酮生物合成。适度光质胁迫可以促进刺五加实生苗中苯丙素类化合物生物合成途径关键酶基因的表达,是促进刺五加有效成分累积的基础。结论 通过高通量转录组测序,揭示了不同光质对刺五加实生苗基因表达的调控特征,可为深入研究刺五加药效成分的生物合成机制及栽培中的光环境设置提供科学依据。     

基于转录组测序分析人参皂苷Rh2抗宫颈癌的潜在作用机制

目的 研究人参皂苷Rh2抗宫颈癌潜在作用机制。方法 采用CCK-8法检测人参皂苷Rh2处理后的细胞活力。采用转录组测序技术检测对照组及人参皂苷Rh2处理组样本生物学重复的有效性、筛选差异表达基因、探寻人参皂苷Rh2抗宫颈癌相关的靶基因和信号通路。qPCR验证转录组数据可靠性。采用分光光度法检测Caspase 1/4酶活性。通过TUNEL染色检测人参皂苷Rh2诱导宫颈癌细胞死亡的形式。结果 人参皂苷Rh2的IC₅₀值为45μmol/L。各组测序样本生物学重复相似度高。GO和KEGG分析结果揭示人参皂苷Rh2主要参与免疫系统进程、细胞增殖、转录调节活性等功能以及细胞焦亡相关NOD样受体信号通路。qPCR验证显示细胞焦亡相关差异表达基因的表达趋势与转录组数据一致。人参皂苷Rh2干预后HeLa细胞的Caspase 1/4酶活性增加,细胞焦亡水平明显升高。结论 人参皂苷Rh2可能通过激活NOD样受体信号通路中的GSDMD、Caspase 1、Caspase 4、NLRP3、IL-1β基因表达诱导细胞焦亡发挥抗宫颈癌作用。     

基于转录组测序技术研究道地药材当归同源基因

目的:通过转录组测序技术全方位、深层次挖掘甘肃岷县当归的基因组资源,并进行当归同源基因分析,为当归栽培、品种鉴定、加工、配伍及保健品开发提供理论支撑。方法:岷县现场采集当归样品,并经专家鉴定为当归品种(angelica sinensis(oliv.)diels)。采用RNA plant Plus方法提取岷归头、岷归尾的总RNA,质量鉴定合格后构建测序文库。测序文库检测合格后在Illummina HiSeq 2000测序仪上完成双端测序。采用相关生物信息学分析软件,实现研究目标。结果:①通过转录组测序技术,获取了63585个当归表达序列标签(EST),构建了当归的基因组。②在UniProt(date:2012.09)数据库中注释的30432个当归基因,分布于939种物种;其中序列分布频率较高的前5种物种为葡萄、蓖麻、毛果杨、大豆、苜蓿属。结论:当归基因组研究处于起步阶段,亟待深入研究。已注释基因主要分布于目前研究较深入的5种重要经济植物,成为当归制剂与保健品开发的分子生物学基础。     

单细胞转录组测序技术在心梗后中药心脏保护作用机制研究中的应用研究进展

心梗（MI）后心脏病理改变复杂,涉及心肌细胞、内皮细胞、成纤维细胞、巨噬细胞等多种细胞及分子机制。采用具有多靶点作用效应的中药进行治疗能够发挥良好的心脏保护作用,但多组分剂中药复杂的作用机制一直未被充分的阐明,限制了中药的广泛使用。单细胞转录组测序（scRNA-seq）技术具有超高通量,可在单次实验中完成不同处理条件下几百种药物的单细胞转录组的分析,识别出不同的细胞及细胞亚型对药物治疗的响应差异。利用scRNA-seq技术能够了解从急性缺血事件到慢性心脏瘢痕形成过程中,心脏重构确切细胞和分子机制。将scRNA-seq技术应用于MI后中药心脏保护作用机制研究,能够加快中药研发的进程,同时能够获得更丰富、更全面、更准确的信息,有助于理解中药基于复杂网络而发挥药效的作用机制。本文通过总结目前中药心脏保护作用机制研究进展,介绍scRNA-seq技术的发展概况及其在MI中的应用现况,以此来探讨scRNA-seq在MI后中药心脏保护作用机制研究中可能的应用前景,为中药现代化研究提供思路。     

天仙藤全长转录组测序及分析

目的:获得天仙藤全长转录组数据库,挖掘天仙藤功能基因。方法:采用PacBio SequeⅠ高通量测序系统,对天仙藤的茎、叶、果3个部位的混合样品进行全长转录组测序及分析。结果:共获得176354条环形一致性序列(CCS),获得184439个高质量isoforms,并注释了139826个isoforms,检测出3058个转录因子和135527个简单序列重复(SSR)位点,还预测到76862个长链非编码RNA(lncRNA)和36204个mRNAs。结论:获得了较可靠的天仙藤全长转录组数据,可为深入研究天仙藤基因组、生物学特性、相关代谢途径、信号通路及其分子机制提供数据支持。     

基于高通量测序的女贞果实转录组研究

目的:利用Illumina/Solexa Hiseq2000测序平台对女贞果实进行转录组测序。方法:将测序得到的大量数据进行拼接与组装,并应用生物信息学方法对所得序列进行功能注释、功能分类、代谢途径分析和简单重复序列位点查找等研究。结果:共获得32 856 614条clean reads,含4.93 Gb的有效数据。对clean reads应用Trinity软件进行组装,共获得163 092条unigene,总长度、平均长度和N50分别为108.57 Mb、665.68 bp和1345 bp。公共数据库(Nr,Nt和Swiss Prot数据库)的BLAST比对分析显示,有83 903条unigene获得基因注释,进一步的功能分类表明,在GO数据库中有16 876条unigene可被分别注释到细胞组分、分子功能和生物学过程三大类别中。将unigene与COG数据库进行比对,可获得25个功能类别,其中较多unigene涉及果实中物质的合成与转运相关的营养功能。KEGG数据库作为搜索对象,可将unigene定位到21类代谢途径中,涉及重要次生代谢产物黄酮类和萜类生成的unigene数目分别为258条和929条。SSR位点查询发现,在14 270条unigene中共可找到15 925个SSR位点。结论:本研究在转录组水平对女贞果实进行了系统研究,这为进一步开展女贞果实的分子标记开发和重要次级代谢产物的生物合成奠定了基础。     

基于转录组测序技术探讨电针对脊髓损伤小鼠的抗炎作用及相关分子机制

目的:观察电针对脊髓损伤小鼠神经功能及病理形态的影响,从基因和生物信息学层面探讨电针对脊髓损伤小鼠的抗炎作用及相关分子机制。方法:雌性C57BL/6小鼠随机分为假手术组、模型组及电针组,每组24只。采用钳夹法制备脊髓损伤小鼠模型。电针组于造模后3 h电针双侧“足三里”“夹脊”,每次10 min,每日1次,连续14 d。采用Basso Mouse Scale(BMS)评分评估小鼠后肢运动功能变化;HE染色法观察脊髓损伤区病理形态;RNA-Seq技术筛选差异基因并进行生物信息学分析;采用荧光定量PCR和Western blot法验证部分差异基因的mRNA及蛋白的表达。结果:与假手术组相比,模型组BMS评分降低(P<0.05);HE染色显示模型组脊髓损伤区结构疏松紊乱,出现空洞,炎性细胞浸润严重,细胞核固缩,神经元坏死;模型组共筛选出565个差异基因(包括545个上调和20个下调),其中与炎性免疫相关的基因为脂肪酸结合蛋白4(Fabp4)、脂联素(Adipoq)、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1(Pck1),其mRNA表达量均显著升高(P<0.001),蛋白表达量亦显著升高(P<0...     

基于高通量转录组测序研究三黄汤缓解白念珠菌定植下DSS诱导小鼠溃疡性结肠炎的作用机制

利用高通量转录组测序技术探讨三黄汤(Sanhuang Decoction,SHD)治疗白念珠菌(Candida albicans,Ca)定植小鼠溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)的作用机制.采用葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium,DSS)联合Ca灌胃方式构建Ca定植下DS...     

香附子全长转录组测序及生物信息学分析

目的 通过高通量测序技术获得香附子Cyperus rotundus L.全长转录组的信息特征,为深入挖掘香附子功能基因奠定基础。方法 通过PacBio Sequel高通量测序系统,对香附子根、茎、叶、花4个部位的混样进行全长转录组测序及生物信息学分析。结果 共获得195 722条环形一致性序列（CCS）获得188 243个高质量转录本,并注释了148 563个转录本,检测出4349个转录因子和95 118个简单序列重复（simple sequence repeat,SSR）位点,还预测到64 929个长链非编码RNA（lncRNA）和45 337个mRNA,并通过京都基因与基因组百科全书（KEGG）数据途径分析了13个参与萜烯合酶合成相关的基因,以及7个参与β-石竹烯合成相关的基因。结论 获得了较为可靠的香附子全长转录组数据,这将显著增强对香附子发育过程中植物化学生物合成调控基础的理解,可为深入研究香附子生物学特性、相关代谢途径、信号通路及分子机制提供数据支持。     

越南槐全长转录组测序及分析

目的:获得越南槐Sophora tonkinensis Gagnep.全长转录组数据,为深入挖掘越南槐功能基因提供参考。方法:采用PacBio Sequel高通量测序系统,对越南槐根、茎、叶、果4个部位的混合样品进行全长转录组测序及分析。结果:共获得214159条环形一致性序列(CCS),获得208156个高质量isoforms,并在非冗余蛋白(NR)、核苷酸序列(NT)、基因本体(GO)、真核生物相邻类的聚簇(KOG)、蛋白家族(Pfam)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)和SwissProt数据库中共注释了170150个isoforms,检测出4055个转录因子和38445个简单重复序列,预测到80041个长链非编码RNAs(lncRNAs)和39817个mRNAs。结论:获得了较为可靠的越南槐全长转录组数据,可为深入研究越南槐生物学特性、相关代谢途径、信号通路及其分子机制提供数据支持。     

基于转录组测序探讨白花蛇舌草-半枝莲提取物抗结直肠癌作用机制

目的：基于转录组测序探讨白花蛇舌草-半枝莲（HD-SB） 提取物对结直肠癌的作用机制。方法：采用不同浓度（0、0.25、0.5、1、2、4 mg/mL） 白花蛇舌草（HD） 提取物、半枝莲（SB） 提取物、HD-SB提取物处理3 种不同结直肠癌细胞系（HT-29、HCT-116、SW620） 24 h,采用CCK8 检测细胞活力。选择未处理的SW620 细胞（对照组） 和1 mg/mL HD-SB 处理24 h 的SW620 细胞（HD-SB 组） 进行转录组测序,实时PCR 检测靶向无翅型MMTV 整合位点家族（WNT） 通路5 个关键基因［无翅型MMTV 整合位点家族成员11（WNT11）、无翅型MMTV 整合位点家族成员2B（WNT2B）、卷曲同源物2（FZD2）、低密度脂蛋白受体相关蛋白6（LRP6）、磷脂酶C-β4（PLCβ4）］表达。结果：与HD 提取物、SB 提取物相比,1、2、4 mg/mL 这3 个浓度HD-SB 提取物处理HT-29、SW620 细胞后,活力显著下降（P＜0.05）。转录组测序发现,与对照组比较,HD-SB 组1 522 个差异基因发生显著变化（P＜0.05）,其中有203 个基因表达显著上调（P＜0.05）,1 319 个基因表达显著下调（P＜0.05）。GO 富集分析显示,mRNA 中的差异基因主要与细胞组分、细胞表达调控、免疫反应的调控等功能相关;KEGG 分析显示,差异基因参与的通路主要有代谢相关信号通路、癌症相关通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK） 信号通路、WNT 信号通路等。与对照组比较,HD-SB 组WNT 通路的WNT11、WNT2B、FZD2、LRP6、PLCβ4 5 个关键基因表达均显著下调（P＜0.05）。结论：HD-SB 提取物可抑制结直肠癌SW620 细胞增殖,其机制可能与抑制WNT 通路活化有关。     

基于转录组测序揭示适度干旱胁迫对丹参基因表达的调控

目的对丹参进行转录组测序,分析丹参不同组织响应适度干旱胁迫的分子机制。方法以栽培4个月的丹参为材料,设置适度干旱胁迫组(土壤相对含水量55%～60%)和对照组(土壤相对含水量75%～80%),应用IlluminaHi Seq2000分别对根和叶进行转录组测序,对测序后的结果进行基因功能注释、差异表达基因(differentiallyexpressedgenes,DEGs)筛选和共表达网络分析等。结果转录组测序共获得58085条Unigene。其中28846条被注释,根和叶中的DEGs分别有1853、1457个。GO富集结果表明,丹参根和叶中的DEGs在GO功能部位中的分布基本一致,均在代谢过程、刺激响应、细胞结构、催化活性等功能中得到显著富集。KEGG途径富集分析表明,根中DEGs显著富集在DNA复制、植物激素信号转导、植物-病原菌相互作用、胡萝卜素合成等途径,叶中DEGs则主要富集在氨基酸、生物碱、苯丙烷类生物合成等途径。适度干旱胁迫能促进丹参叶中苯丙烷类、根中萜类化合物生物合成途径关键酶基因的表达,是促进丹参有效成分累积的基础。AP2/ERF、b HLH、b ZIP、WRKY、MYB类转录因子在根和叶中差异表达均较显著,基因共表达网络分析预测了在适度干旱胁迫下可能参与调控萜类基因表达的转录因子。结论通过高通量转录组测序,揭示了适度干旱胁迫对丹参不同组织基因表达的调控特征,可为深入研究丹参药效成分的生物合成机制和在栽培中的合理灌溉提供科学依据。     

基于高通量测序的人工培殖冬虫夏草僵虫颜色变化转录组分析

目的:探索人工培殖冬虫夏草Cordyceps sinensis(BerK.)Sacc.外观品质形成的分子基础。方法:以重庆和康定人工培殖冬虫夏草僵虫为材料,利用Illumina Hiseq 2500高通量测序技术进行转录组测序分析,基于差异倍数(FC)和错误发现率(FDR)筛选差异表达基因,具体筛选条件为|log2FC|>1、FDR<0.05。结果:共获得21942个转录本,利用DEGSeq筛选获得1575个差异表达基因,其中上调表达基因626个、下调表达基因949个;基因本体(GO)数据库和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析结果显示,这些差异表达基因主要集中于氨基酸代谢、折叠-分选-降解、糖代谢、转运和分解代谢、辅酶因子和微生物代谢等途径;筛选到66个颜色变化差异表达基因,包含46个氧化还原酶活性相关基因、12个过氧化物酶体相关基因、3个单加氧酶活性调节相关基因、3个黑化反应相关基因、2个活性氧代谢相关基因,其中tyr1、TYR基因可能是冬虫夏草僵虫颜色变化的关键功能基因。结论:利用高通量测序技术和生物信息分析获得了人工培殖冬虫夏草僵虫转录组信息特征,为阐明人工培殖冬虫夏草僵虫颜色变化的调控机制研究提供参考。     

基于红花不同组织转录组数据的转录因子分析

目的注释并分类红花Carthamus tinctorius中转录因子家族,分析其在不同组织间的表达水平差异。方法使用红花不同组织转录组测序数据组装Unigene,利用Nr数据库中转录因子信息比对并注释红花转录因子,同时对MYB转录因子家族的基因表达、蛋白保守结构域及系统发育树等内容重点分析。结果红花转录组测序数据中共获得731个转录因子,分属42个转录因子家族。MYB转录因子家族成员的表达及蛋白结构分析显示,MYB转录因子家族在花冠中表达差异显著,氨基酸序列中存在3个保守的蛋白核心结构,系统发育树分析显示聚为2类MYB亚族。结论红花MADs-box、b HLH、MYB、AP2转录因子家族成员最多,在不同组织间表达差异显著,MYB转录因子家族具有一定保守性。     

基于转录组测序的青风藤内青藤碱合成途径分析

目的 探究控制青藤碱含量的表达基因、青藤碱合成途径中的控制位点以及表达路径。方法 利用HPLC法对6个种群共49株青风藤的根和茎分别进行了青藤碱含量的测定,选定青藤碱含量差异倍数大的2个种群,即陕西宝鸡与贵州遵义,分别选取其中最具代表性的青风藤植株,并取其根和茎进行转录组测序,命名为HR/LR、HS/LS。结果 将clean reads进行拼接得到355 201个转录本,其中包括275 491个Unigene。在HR/LR和HS/LS中差异基因分别有23 562和37 143个。GO分析显示这些差异基因功能明显富集在天冬氨酸型肽链内切酶活性与天冬氨酸肽酶活性上,推测这些差异基因可能编码这2种酶。KEGG富集结果表明HR与LR以及HS与LS 2组中的差异基因共同参与糖类代谢、蛋白质与细胞膜结合、维生素C合成。q RT-PCR验证了异喹啉生物碱合成途径上游关键基因表达情况,发现与青藤碱的积累呈正相关。结论 本研究初步了解了造成青藤碱含量差异的分子机制,为深入了解青藤碱积累规律与合成途径提供了参考。