趙為民 方曉敏 涂楓 周李生 李碧俠 王學(xué)敏 付言峰 任守文
摘要:lncRNA是新近發(fā)現(xiàn)的一種具有重要功能的RNA分子,在各種生理活動中發(fā)揮著重要作用。為鑒定豬單核源性巨噬細(xì)胞受FSL-1刺激后相關(guān)的lneRNA,利用二代測序技術(shù)結(jié)合生物信息學(xué)對lncRNA進行了組裝與特征分析。結(jié)果顯示FSL-1刺激成功地構(gòu)建了細(xì)胞炎癥模型,試驗組與對照組共鑒定到l056個lncRNA轉(zhuǎn)錄本,其對應(yīng)于831個基因座,這些lneRNA的平均長度為1643 bp,平均外顯子數(shù)為2.4個。相對于對照組,試驗組有51個IncRNA.上調(diào)表達,44個lncRNA下調(diào)表達。在上調(diào)lncRNA兩側(cè)相鄰的蛋白質(zhì)編碼基因參與免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、病毒反應(yīng)等通路,而在下調(diào)lncRNA兩側(cè)相鄰的蛋白質(zhì)編碼基因參與的通路較少,不參與上述通路。定量PCR結(jié)果顯示挑選的4個lncRNA的差異倍數(shù)與RNA-Seq的結(jié)果相似,其中上調(diào)的IncRNA呈現(xiàn)一定的組織特異表達,而下調(diào)的lncRNA呈現(xiàn)多組織表達。這些結(jié)果為進一步研究IncRNA在FSL-1介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)中的作用奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:豬;IneRNA;單核源性巨噬細(xì)胞;FSL-1;炎癥
中圖分類號:S828
文獻標(biāo)識碼:A
文章編號:1000-4440(2019)02-0346-11
長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA,ln-cRNA)是一類不具有編碼蛋白質(zhì)能力而本身長度超過200 bp的RNA分子?;谄湓诨蚪M上相對于蛋白質(zhì)編碼基因的位置主要可分為3種:基因間長鏈非編碼RNA(Long intervening non-coding RNA,lineRNA),自然反義鏈(Natural antisense transcript,NAT)和內(nèi)含子長鏈非編碼RNA(Intronic long non-coding RNA)。lncRNA 由于其較低的物種間保守性在最初大量發(fā)現(xiàn)時被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄噪音,不具有生物學(xué)功能"。隨著近年對lncRNA研究的不斷深入,lncRNA受到越來越多的關(guān)注,其功能從最初參與的X染色失活[2]到后來的細(xì)胞亞小體生成[3]、細(xì)胞重編程[4]胚胎發(fā)育[5]、干細(xì)胞多能性[6]、肌與脂肪生成[7-8]、腫瘤癌癥[9-10]等各種細(xì)胞生命活動中。
天然免疫系統(tǒng)是宿主抵御病原體入侵的第一道防線,其介導(dǎo)宿主的早期炎癥反應(yīng)對機體在抵抗病原體感染過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用”。然而炎癥反應(yīng)中炎癥因子的紊亂表達會影響宿主對病原體感染的抵抗,研究結(jié)果表明,肺部炎癥因子的紊亂表達與宿主對支原體肺炎的易感性密切相關(guān)[12-13]。炎癥因子的釋放由宿主PRRs與PAMP的識別以及細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等一系列事件構(gòu)成[11],越來越多的研究結(jié)果表明炎癥因子的釋放不僅受到一些經(jīng)典的相關(guān)蛋白質(zhì)基因和miRNA調(diào)控[11,14],IncRNA在其中也發(fā)揮著重要的調(diào)控作用[15-16],因而探索lncRNA在炎癥反應(yīng)中的作用對深入了解炎癥因子的精確調(diào)控具有重要意義。
巨噬細(xì)胞作為宿主與外界病原體之間天然免疫反應(yīng)的關(guān)鍵防線,其與病原體之間的互作情況對宿主的感染進程有重要的決定作用[17-20]。來源于外周血單個核細(xì)胞(Peripheral blood mononuclear cell,PM-BC)在體外培養(yǎng)時通過添加粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)可形成單核源性巨噬細(xì)胞(Monocyte-derived macrophage,MDM)[21]。相對于屠宰豬獲取的巨噬細(xì)胞,MDM的獲取簡單方便,因而可對不同品種、不同年齡階段豬種進行持續(xù)穩(wěn)定的研究。
本研究通過RNA-Seq結(jié)合生物信息學(xué)分析對豬單核源性巨噬細(xì)胞受支原體脂蛋白FSL-1刺激后的IneRNA進行鑒定與特征分析,為進一步研究IncRNA在FSL-1介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)中的作用奠定基礎(chǔ)。
1 材料和方法
1.1 試劑
RNA提取試劑盒Direct-zolTM RNA Kits 購于Zymo research 公司,DNA marker、cDNA反轉(zhuǎn)錄試劑盒、TB GreenTM Premix Ex TaqTM II定量試劑盒購于TaKa-Ra公司,DMEM培養(yǎng)基、0.25%胰酶、1640培養(yǎng)基、青鏈霉素、胎牛血清購于Thermofisher公司,豬外周血單個核細(xì)胞分離液KIT購于天津TBD公司,GM-CSF購于RD system公司,F(xiàn)SL-1購于InvivoGen公司。
1.2 豬單核巨噬細(xì)胞的培養(yǎng)及FSL-1刺激
豬來源于江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院六合動物科學(xué)基地,蘇山豬種,采用豬外周血單個核細(xì)胞分離液KIT分離3頭健康豬外周血單核細(xì)胞,全培養(yǎng)基(10%FBS+90%RPMI1640)中添加終質(zhì)量濃度20ng/mlGM-CSF培養(yǎng)7d,每2.5d換1次液,得到豬單核源性巨噬細(xì)胞121-22,設(shè)置對照組與試驗組,每組3個生物學(xué)重復(fù)。試驗組加入終質(zhì)量濃度100ng/ml的FSL-1,對照組加入相應(yīng)的PBS,刺激6h后收集細(xì)胞提取RNA。
1.3 RNA測序的文庫構(gòu)建
RNA提取參照試劑盒說明書操作,并進行DNaseI處理,純化及回收。DNaseI處理效果用PCR檢測,引物見表1,Agilent 2100分析RNA的完整性,當(dāng)RNA完整性相關(guān)參數(shù)RIN≥8,28S/l8S≥1.5時可進行測序文庫的構(gòu)建。RNA測序文庫依據(jù)NEBNext UltraTM RNA Library Prep Kit for llumina的說明操作,簡單如下:提取總RNA先進行poly+A的純化,然后進行eDNA第一鏈及第二鏈的合成,再對cDNA產(chǎn)物進行末端修復(fù),3'末端加A和加A-dapter,最后進行連接產(chǎn)物的純化回收,上樣測序,產(chǎn)出原始數(shù)據(jù)Raw reads。
1.4 轉(zhuǎn)錄本的構(gòu)建及l(fā)ncRNA的鑒定流程
Rawreads經(jīng)過去除Adapter、ploy-N以及低質(zhì)量的Reads,得到Clean reads。然后通過HISAT2將Clean reads比對豬基因組Sserofa11.1,基于比對結(jié)果用StringTie組裝轉(zhuǎn)錄本,從NCBI和Ensemble上分別下載豬的蛋白質(zhì)編碼基因的位置信息(染色體及其起始終止位置),版本分別為NCBI AnnotationRelease:106(豬的蛋白質(zhì)編碼基因以NM_和XM_開頭)和Ensemble release 91(Protein_coding)。采用以下步驟來鑒定lncRNA:(1)過濾小于200bp長度以及表達量極低的轉(zhuǎn)錄本(FPKM<0.01);(2)去除和NCBI以及Ensemble中豬蛋白質(zhì)編碼基因位置重疊的轉(zhuǎn)錄本;(3)去除Coding potential calculator(CPC)(231 tool>0的轉(zhuǎn)錄本;(4)去除NCBI blastX中有對應(yīng)蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫UniProtKB/Swiss-Prot(swis-sprot)的轉(zhuǎn)錄本(E-value<10-');(5)將剩余的轉(zhuǎn)錄本翻譯成相應(yīng)氨基酸序列,使用隱馬爾可夫模型(Hidden markov models,HMMs)對Pfam蛋白質(zhì)庫進行比對,去除在Pfam中有對應(yīng)的轉(zhuǎn)錄本;最終剩余的轉(zhuǎn)錄本為lncRNA。
1.5 差異IncRNA的保守性與重復(fù)序列分析
用HTseq對組裝的轉(zhuǎn)錄本進行表達水平的定量分析,然后使用DEseq2對組間的lncRNA進行表達差異分析。將變化倍數(shù)(Fold change)≥2以及錯誤發(fā)現(xiàn)率FDR<0.05作為差異表達的篩選標(biāo)準(zhǔn)。通過Ensemble數(shù)據(jù)庫下載入和小鼠的IncRNA序列,利用BLASTN比對程序,分析差異lncRNA與人和小鼠lncRNA之間的保守性。利用RepeatMasker網(wǎng)站對差異lncRNA序列中可能存在的重復(fù)序列元件類別進行在線分析。在Search engine中選擇Cross_match,在DNA source中選擇物種Pig,其它選擇參數(shù)為默認(rèn)。
1.6 差異IncRNA兩側(cè)蛋白質(zhì)編碼基因的GO與KEGG分析
以上述NCBI Annotation Release:106和Ensemble Release 92的蛋白質(zhì)編碼基因為數(shù)據(jù)庫,選擇差異lncRNA兩側(cè)相鄰的蛋白質(zhì)編碼基因,使用DA-VID(Database for annotation,visualization and integrated discovery)對這些蛋白質(zhì)編碼基因進行GO(Gene ontology)和KEGG pathway(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)分析,研究這些蛋白質(zhì)編碼基因參與的生物學(xué)功能與途徑。篩選條件選擇Count=2,EASE=0.05,F(xiàn)old enrichment≥1.5。
1.7 差異IncRNA定量PCR驗證
對照組與試驗組RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA,分別挑選2個上調(diào)和下調(diào)的lncRNA進行qPCR驗證,以HPRT作為內(nèi)參基因,在ABI 7500儀器上進行定量PCR反應(yīng),對照組與試驗組各3個生物學(xué)重復(fù),每個樣品技術(shù)重復(fù)3次。熒光定量PCR按照試劑盒說明書操作,定量數(shù)據(jù)用2-00“法處理,差異比較采用獨立樣本t檢驗。引物序列見表1。
2 結(jié)果與分析
2.1 RNA質(zhì)量及其測序文庫數(shù)據(jù)分析
經(jīng)過Agilent 2100 bioanalyzer檢測后發(fā)現(xiàn)6個樣本RNA的RIN為9.0~9.4,28S/18S為2.1~2.5,符合RNA測序文庫的構(gòu)建要求。通過在IL1B外顯子_上設(shè)計不夸內(nèi)含子的擴增引物來確認(rèn)RNA中是否有DNA污染。我們對RNA DNase I處理前后的結(jié)果進行了驗證,直接以DNase I處理前后的RNA為模板進行PCR擴增,同時以豬基因組和Pegfp-N1作為陽性與陰性對照。圖1A和圖1B顯示在DNase I處理前,對照組與試驗組的RNA里均能擴增出IL1B產(chǎn)物,DNaseI處理后均擴增不出IL1B產(chǎn)物,說明DNase I處理能消除RNA樣品中的DNA。RNA測序方面,6個樣本中經(jīng)過RNA-Seq產(chǎn)出的Cleandata在6.52~7.35Gb,GC含量都在53%左右,其Q20百分比都在95%以上,Q30百分比都在90%以_上。
2.2 差異蛋白質(zhì)編碼基因參與的生物學(xué)過程
對豬的蛋白質(zhì)編碼基因分析發(fā)現(xiàn),相對于對照組,試驗組有1295個蛋白質(zhì)編碼基因呈現(xiàn)變化倍數(shù)。對這些差異表達的蛋白質(zhì)編碼基因進行GO的生物學(xué)過程分析發(fā)現(xiàn),這些差異基因一共參與327個生物學(xué)進程,其中最顯著富集的第1到第10個進程依次排序為GO:0006954(炎癥反應(yīng))、GO:0006955(免疫反應(yīng))、GO:0032496(脂多糖反應(yīng))、GO:0071222(細(xì)胞對脂多糖反應(yīng))、GO:0050729(炎癥反應(yīng)的正調(diào)節(jié))、GO:0030335(細(xì)胞遷移的正調(diào)節(jié))、GO:0006915(凋亡過程)、GO:0009615(病毒反應(yīng))GO:0050731(肽酪氨酸磷酸化的正調(diào)節(jié))與GO:0051607(病毒防疫反應(yīng))。這些進程涉及到炎癥反應(yīng)、免疫反應(yīng)、脂多糖反應(yīng)、炎癥反應(yīng)調(diào)節(jié)、細(xì)胞遷移調(diào)節(jié)、細(xì)胞凋亡、病毒響應(yīng)、肽酪氨酸磷酸化等,而在這前10個進程中有7個涉及到免疫、炎癥及抗病毒反應(yīng)(圖2)。
2.3 lncRNA的鑒定與結(jié)構(gòu)分析
經(jīng)過HISAT2比對和StringTie組裝后的轉(zhuǎn)錄本經(jīng)過層層過濾后最終得到1056個lIncRNA轉(zhuǎn)錄本,其對應(yīng)于831個基因座,這些IncRNA的平均長度為1643bp,平均外顯子數(shù)為2.4個。對lncRNA的長度區(qū)間進一步分析發(fā)現(xiàn)(圖3),在200~500bp與501~1000bp的IncRNA占總數(shù)的52%,隨著長度的不斷增加,lncRNA所占的比例逐漸減小。而對于外顯子分布的進一步分析發(fā)現(xiàn),只有1個和2個外顯子的lncRNA占總數(shù)的64%,隨著外顯子數(shù)目的不斷增加,lncRNA所占的比例也逐漸減小。lIn-cRNA在不同的染色體,上都有不同程度的分布,在Y染色體上的數(shù)量最少。
2.4 差異表達IncRNA的鑒定
通過分析與比較,在對照組與試驗組之間共有95個差異表達的lncRNA,相對于對照組,試驗組有51個lncRNA,上調(diào)表達(表2),44個lncRNA下調(diào)表達(表3)。
2.5 差異表達IncRNA的保守性分析
Ensemble數(shù)據(jù)庫中人有7856個lncRNA基因,小鼠有5438個lncRNA基因。進行BLASTN比對后,在95個差異的豬lncRNA中有10個IncRNA與人lncRNA同源;而只有1個lncRNA與小鼠ln-cRNA同源(E-value<10-5),分別占到了其總數(shù)的10.50%和1.05%,同時與人和小鼠IncRNA同源的有1個lncRNA。在與小鼠lncRNA同源的豬ln-cRNA中,其同源序列長度跨度為327~620bp,平均長度為514bp;在與人lncRNA同源的豬lncRNA中,其同源序列長度跨度為31~1301bp,平均長度為490bp。
2.6 差異表達IncRNA的重復(fù)序列分析
通過RepeatMasker分析發(fā)現(xiàn),95個差異ln-cRNA中有81個lneRNA序列中含有重復(fù)元件,占到了總數(shù)量的85%。對lncRNA序列中重復(fù)元件的種類分析發(fā)現(xiàn),短散在重復(fù)序列(SINE)和長散在重復(fù)序列(LINE)分別占到了重復(fù)元件總數(shù)的40.4%和17.7%,長末端重復(fù)序列(LTR)占到了11.6%,簡單重復(fù)占16.9%,這幾種常見的重復(fù)元件占到了總重復(fù)元件類型的86.6%,剩余的是一些不常見的類型。進一步對不同含量區(qū)間的lncRNA分析發(fā)現(xiàn),以10%為1個區(qū)間,在含0~10.0%,10.1%~20.0%,20.1%~30.0%,30.1%~40.0%重復(fù)元件的lncRNA占總數(shù)的10%以上,含50%以上重復(fù)元件的lncRNA數(shù)量較少(圖4)。
2.7 差異表達lncRNA兩側(cè)蛋白質(zhì)編碼基因的GO與KEGG分析
通過對95個差異表達的IncRNA與豬NCBI和Ensemble蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫染色體位置比較,163個有官方名稱的蛋白質(zhì)編碼基因處于差異IncaNa兩側(cè)。我們對這163個蛋白質(zhì)編碼基因進行GO與KEGG分析。在GO分析中,這些蛋白質(zhì)編碼基因共參與了22類生物學(xué)進程(圖5)。這22類進程中涉及到信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、抗病毒反應(yīng)、器官形態(tài)發(fā)生、細(xì)胞增殖、體液免疫等,其中6個進程與病毒反應(yīng)、免疫反應(yīng)相關(guān),分別為GO:0009615(病毒反應(yīng))、GO:0006959(體液免疫反應(yīng))、GO:0051607(病毒防疫反應(yīng))、GO:0060337(I型干擾素信號通路)、GO:0070098(趨化因子介導(dǎo)的信號通路)、GO:0002548(單核細(xì)胞趨化性)。
對51個上調(diào)表達的IncANA兩側(cè)的蛋白質(zhì)編碼基因進行GO分析發(fā)現(xiàn),這些蛋白質(zhì)編碼基因一共參與了26類生物學(xué)進程(圖6)。這26類進程中涉及到信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、趨化因子信號通路、細(xì)胞增殖、G蛋白受體信號、器官形態(tài)發(fā)生等,其中有11個進程涉及到病毒反應(yīng)、免疫反應(yīng)、炎癥因子,分別為GO:007008(趨化因子介導(dǎo)的信號通路)、GO:0006955immune response(免疫反應(yīng))、GO:000615(病毒反應(yīng))、CO0002548(單核細(xì)胞趨化性)、GO:000935(趨化性)GO:000959(體液免疫反應(yīng))、GO:000954(炎癥反應(yīng))、GO:006037(I型干擾素信號通路)、GO:0030593(中性粒細(xì)胞趨化性)、GO:0051607(病毒防疫反應(yīng))、GO:0071347(細(xì)胞對白細(xì)胞介素1的反應(yīng))。對44個下調(diào)表達的IncaNa兩側(cè)的蛋白質(zhì)編碼基因進行GO分析發(fā)現(xiàn),這些蛋白質(zhì)編碼基因共參與了3類生物學(xué)過程(圖7)。這3個過程涉及到DNA重組、RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄調(diào)控、心內(nèi)膜墊層形成等。
對差異表達的IncANa兩側(cè)的163個蛋白質(zhì)編碼基因進行KEGG
pathway分析發(fā)現(xiàn),這些蛋白質(zhì)編碼基因總共參與了6個Pathway,這些Pathway涉及到細(xì)胞因子受體結(jié)合、A型流感、Rapl信號通路美洲錐蟲病、白細(xì)胞跨內(nèi)皮遷移與趨化因子信號通路(圖8),其中絕大部分與免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)相關(guān)。對51個上調(diào)表達的IncaNa兩側(cè)蛋白質(zhì)編碼基因進行KEGG
pathway分析發(fā)現(xiàn),這些蛋白質(zhì)編碼基因總共參與了7個Pathway,這些Pathway涉及到細(xì)胞因子受體結(jié)合、A型流感、Rapl信號通路、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、美洲錐蟲病、白細(xì)胞跨內(nèi)皮遷移與趨化因子信號通路(圖9),其中絕大部分也與免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)相關(guān)。然而對44個下調(diào)表達的Incana兩側(cè)的75個蛋白質(zhì)編碼基因進行KEGG pathway分析時發(fā)現(xiàn)沒有Pathway被顯著富集。
2.8 差異表達IncaNa定量PCR驗證
我們在上調(diào)和下調(diào)的IncANa中分別選取2個Incana進行定量PCR驗證。在上調(diào)的2個lncRNA中,Incana-MSTRG.8350的兩側(cè)蛋白質(zhì)編碼基因為CXCL8與CXCL6,通過上述的GO與KEGG注釋顯示它們與免疫反應(yīng)、趨化因子通路相關(guān);lncRNA-MSTRG.8244其兩側(cè)蛋白質(zhì)編碼基因RHOH與CHRM9分別與信號傳導(dǎo)和白細(xì)胞跨內(nèi)皮遷移相關(guān),與炎癥反應(yīng)間接相關(guān)。下調(diào)中的Incana兩側(cè)蛋白質(zhì)編碼基因在GO與KEGG注釋中均沒有涉及到免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、趨化因子、病毒響應(yīng),故隨機選取了2個IncaNa,分別為Incana-MSTRG.3552與Incana-MSTRG.12242。定量PCR結(jié)果顯示,與對照組相比Incana-MSTRG.8350和IncanaMSTRG.8244顯著上調(diào)(P<0.01),IncRNA-MstrG12242和Incana-MSTRG3552顯著下調(diào)(P<0.01)(圖10),上調(diào)和下調(diào)差異倍數(shù)與RNA-seq的差異倍數(shù)相似,表4為qPCR差異倍數(shù)與RNA-Seq差異倍數(shù)比較。
2.9 IncANa組織表達譜
以成年豬的心臟、肝、脾、肺、腎、小腸、背肌等組織的cDNA為模板,對上述上調(diào)和下調(diào)的4個Incana進行組織表達譜分析。結(jié)果(圖11)顯示在上調(diào)的2個Incana中,Incana-MSTRG8350僅在肺中有微弱的表達,不表達于其他組織,Incana-MSTRG.8244在脾中表達相對較高,在肝小腸中表達較弱。在下調(diào)的2個IncaNa中,IncaNa-MSTRG.12242與IncaNa-MSTRG.3552均呈現(xiàn)多組織表達
3 討論
IncaNa可通過本身的復(fù)雜結(jié)構(gòu)與DNA、RNA或蛋白質(zhì)之間互作,從而在多種層面上調(diào)控炎癥因子的表達水平6.2。從Incana這一新的調(diào)控分子去研究炎癥因子的表達調(diào)控能更加全面地理解炎癥反應(yīng)的機理。基于此,本研究通過RNA-Seq測序并結(jié)合生物信息學(xué)分析對豬單核源性巨噬細(xì)胞受支原體脂蛋白FSL-1刺激后的Incana進行了鑒定與特征分析。
支原體細(xì)胞膜上的脂質(zhì)相關(guān)膜蛋白是其介導(dǎo)宿主發(fā)生天然免疫的重要抗原3,由于絕大部分支原體的脂蛋白結(jié)構(gòu)是雙酰基而不是三?;?),因而我們在脂蛋白上選取了雙?;Y(jié)構(gòu)的FSL-1脂蛋白,這更好地模擬支原體脂蛋白對細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。我們發(fā)現(xiàn)在脂蛋白FSL-1刺激細(xì)胞后,其差異基因參與的最顯著的通路都集中在炎癥與免疫反應(yīng)上,這說明FSL-1刺激成功地構(gòu)建了細(xì)胞炎癥模型。我們在Incana的鑒定中由于Incana基因與蛋白質(zhì)編碼基因的起始位置不重疊,實際上得到是lincrna。lincrna由于不與其他蛋白質(zhì)編碼基因重疊而具有相對獨立的轉(zhuǎn)錄單元,這也便于對其表達和調(diào)控進行更好的研究。Incana基因一般長度在1kb左右,外顯子數(shù)目大多數(shù)為1~327。本研究結(jié)果顯示Incana平均長度為1643bp,平均外顯子數(shù)為2.4個,而且長度在1000bp以下和外顯子數(shù)在2以下的Incana都占到了總數(shù)的50%以上,表現(xiàn)出較短的長度以及較少的外顯子數(shù),這也與報道相符合,表明我們得到的Incana是可信賴的。IncaNA基因由于部分和經(jīng)典的蛋白質(zhì)編碼基因mRNA結(jié)構(gòu)相似,也顯示出一定的轉(zhuǎn)錄剪接28,我們鑒定的1056個IncanA轉(zhuǎn)錄本,其對應(yīng)于831個基因座,這也說明其中有些IncaNa基因發(fā)生了選擇性剪接,產(chǎn)生了2個以上的轉(zhuǎn)錄本。我們發(fā)現(xiàn)在差異lncRNA基因中,分別有10.50%和1.05%的Incana與人和小鼠同源,這表明相對于小鼠,豬的Incana與人的更為保守。研究結(jié)果表明基因組的重復(fù)序列可能是Incana產(chǎn)生的主要來源。我們對差異IncaNa的序列分析發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的差異Incana中都含有重復(fù)序列,這也與上述結(jié)論相符。進一步分析發(fā)現(xiàn)短散在重復(fù)序列(SINE)占到了差異lncRNA中總重復(fù)序列種類的40%,這說明差異lncRNA可能大部分來源于基因間的短散在重復(fù)序列區(qū)間。
Incana通過順式作用0與反式作用來發(fā)揮其重要功能,雖然目前還未有較好的方法來準(zhǔn)確預(yù)測Incana的功能,然而通??筛鶕?jù)Incana的這些調(diào)控方式來預(yù)測其功能,一般對Incana兩側(cè)蛋白質(zhì)編碼基因參與的通路來預(yù)測Incana可能的功能。在本研究中,我們對差異IncaNa兩側(cè)的蛋白質(zhì)編碼基因進行GO與KEGG分析發(fā)現(xiàn),在GO分類中,差異IncaNa包括上調(diào)與下調(diào)Incana兩側(cè)的蛋白質(zhì)編碼基因參與了22個生物學(xué)過程,其中6個與免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)直接相關(guān),而對上調(diào)的lncRNA兩側(cè)的蛋白質(zhì)編碼基因分析發(fā)現(xiàn),它們參與26個生物學(xué)過程,其中11個與免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)直接相關(guān),占到了大約一半的比例;而對下調(diào)的lncRNA兩側(cè)的蛋白質(zhì)編碼基因分析發(fā)現(xiàn),沒有參與免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)的通路。這說明上調(diào)的IncaNa更傾向于富集在與免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)相關(guān)的基因兩側(cè),可能具有重要作用。KEG的通路分析結(jié)果也與GO分析結(jié)果相符合,上調(diào)的Incana兩側(cè)蛋白質(zhì)編碼基因幾乎都參與免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)相關(guān)的通路,而下調(diào)的Incana兩側(cè)的蛋白質(zhì)編碼基因沒有參與生物學(xué)進程。我們進一步對上調(diào)和下調(diào)的Incana進行組織表達譜分析,結(jié)果表明位于與炎癥反應(yīng)相關(guān)的蛋白質(zhì)編碼基因兩側(cè)的2個上調(diào)In-cRNA,都呈現(xiàn)出一定的組織特異表達,其中一個表現(xiàn)出嚴(yán)格的組織表達,而在下調(diào)的IncaNa中與此相比都表現(xiàn)出多組織表達。研究結(jié)果表明,嚴(yán)格的組織表達或時序特異性表達的Incana具有重要功能(30321,這也在一定程度上說明了上調(diào)的IncANa尤其是位于與炎癥反應(yīng)相關(guān)的蛋白質(zhì)編碼基因兩側(cè)的IncaNa值得進一步深入研究。
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