鸡腺胃转录组对T2毒素的反应

新和盈
2020-12-21


新和盈解读:T-2毒素是一种核糖体毒素,能够诱导核糖体毒素应激反应,对畜禽生产性能有不利影响。它可导致DNA单链的断裂、导致核糖体RNA的裂解和在翻译的过程中与肽基转移酶结合抑制蛋白质的合成。肉鸡对T-2毒素的毒性比较敏感,特别是在胃肠道组织。然而,目前T-2毒素对雏鸡腺胃的毒性机制尚不清楚。本文揭示了T2毒素对鸡腺胃转录组的影响。希望对您和行业有所帮助。





The response of glandular gastric transcriptome to T-2 toxin in chicks

鸡腺胃转录组对T2毒素的反应

主要结果:

与对照组相比,日粮添加3.0 mg/kg的T2毒素可引起鸡腺胃粘膜下层和间质组织产生严重的炎症、粘膜水肿,并增加嗜异染性粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞免疫细胞的数量,此外日粮添加6.0 mg/kg的T2毒素对雏鸡的腺胃有较大的损伤,腺胃组织形学上表现为上皮细胞坏死并严重脱落。

与对照组相比,日粮中添加1.0、3.0和6.0 mg/kgT2毒素雏鸡腺胃的转录组分别有671、1393和1394个基因的表达量变化差异达2倍或2倍以上(P < 0.05)。其中,有204个基因在不同剂量添加组呈现相似变化,37个基因表达表现为上调,167个基因表达表现为下降。日粮添加T2毒素可导致雏鸡腺胃与氧化还原、炎症反应、伤口愈合/出血、细胞凋亡/致癌作用相关基因表达量的变化,其中视黄醇饱和酶、多胺氧化酶、E74类ETS转录因子3、先天性免疫激活因子、核因子kappa B亚基2、细胞凋亡增强核酸酶的表达量上调2倍以上。

日粮添加T2毒素可显著降低Tpm1、Hephl1、Lect2Col4α2基因mRNA的相对表达量,日粮添加3.0 mg/kg和6.0 mg/kgT2毒素可显著升高Aen基因(mRNA的相对表达量,说明T2毒素对雏鸡腺胃的肌肉收缩、铁离子的转运,基底膜的形成有不利影响且会促进腺胃细胞的凋亡,对雏鸡的腺胃发育有不利影响。


方法与材料:

试验选取96只1日龄雄性Cobb雏鸡,按照体重差异不显著原则随机分为4组,每组4个重复,每个重复6只,第一组为对照组饲喂基础日粮,其它为试验组。第二组雏鸡日粮中添加1.0 mg/kg的T2毒素,第3组雏鸡日粮中添加3.0 mg/kg的T2毒素,第四组雏鸡日粮中添加6.0 mg/kgT2毒素,试验期间自由采食饮水。整个试验期为2周。试验结束后,每个重复选取2只雏鸡安乐死,取腺胃用于组织学检测和转录组分析。


主要图表说明

图2 日粮添加不同剂量T2毒素2周龄鸡腺胃HE染色图

1)对照组和日粮添加1.0 mg/kgT2毒素组雏鸡腺胃细胞排列整齐有序,而日粮添加3.0 6.0 mg/kg的T2毒素雏鸡腺胃细胞排列混乱无序,细胞损伤凋落严重。

2)Control:对照组;1.0 mg/kg T-2 Toxin:日粮添加1.0 mg/kgT2毒素组;3.0 mg/kg T-2 Toxin:日粮添加3.0mg/kgT2毒素组;6.0 mg/kg T-2 Toxin:日粮添加6.0 mg/kgT2毒素组


图2 Illumina Hiseq(高通量测序)平台和差异表达分析转录组结果

1)与对照组相比,日粮中添加1.0、3.0和6.0 mg/kg T2毒素雏鸡腺胃的转录组分别有671、1393和1394个基因的表达量变化差异达2倍或2倍以上(P < 0.05)。其中,有204个基因在不同剂量添加组呈现相似变化2中B、C、D可知37个基因表达表现为上调,167个基因表达表现为下降。

2)A图:日粮添加1.0、3.0和6.0 mg/kg T2毒素组特有基因表达和共有基因表达文氏图;B图:对照组与日粮添加1.0 mg/kg T2毒素组共有转录表达谱可视化火山图(volcano plot)。C图和D图:分别为日粮添加3.0 mg/kg 和6.0 mg/kg T2毒素在3组日粮添加T2毒素共有204个共有基因中转录表达谱。

3)红色和绿色圆点分别代表基因表达量的上调和下降,Y轴=-log10(P),X轴=log2(倍数变化)


表2   GO和KEGG信号通路富集分析中差异表达基因分组

编号
基因名称
缩写
倍数变化b
P值
氧化还原过程




ENSGALG00000016377
过氧物酶
PXDN
0.35
≤0.00179
ENSGALG00000015297
头叉转录因子箱
FOXO3
0.41
≤0.0322
ENSGALG00000003521
α-原肌球蛋白1
TPM1
0.16
≤0.00433
ENSGALG00000003875
原癌基因ABL1
ABL1
0.41
≤0.0178
ENSGALG00000034358
视黄醇饱和酶
RETSAT
2.37
≤0.0432
ENSGALG00000003557
多胺氧化酶
PAOX
2.21
≤0.0497
ENSGALG00000013297
γ-丁基甜菜碱羟化酶1
BBOX1
0.17
≤0.00397
ENSGALG00000013042
与casl蛋白3相互作用分子
MICAL3
0.34
≤0.0292
ENSGALG00000028063
赖氨酰氧化酶
LOX
0.22
≤0.00157
ENSGALG00000043027
类亚氧化酶1
HEPHL1
0.11
0.011
炎症




ENSGALG00000000616
E74类ETS转录因子3
ELF3
2.99
0.0282
ENSGALG00000044612
先天性免疫激活因子
INAVA
2.62
0.0119
ENSGALG00000005653
核因子kappa B亚基2
NFKB2
2.17
≤0.0215
ENSGALG00000001472
连接粘附分子3
JAM3
0.30
≤0.00994
ENSGALG00000005088
钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶IIγ
CAMK2G
0.35
≤0.0258
ENSGALG00000009064
卷曲蛋白类受体1
FZD1
0.28
≤0.0188
ENSGALG00000034973
卷曲蛋白类受体7
FZD7
0.37
≤0.017
ENSGALG00000001857
Erythroferrone
ERFE
0.19
≤0.00407
ENSGALG00000006323
白细胞趋化因子2
LECT2
0.09
≤0.00264
伤口愈合/出血




ENSGALG00000003805
CGMP依赖性蛋白激酶1
PRKG1
0.16
≤0.00353
ENSGALG00000010000
型蛋白激酶C
PRKCE
0.35
≤0.0405
ENSGALG00000033471
Bos taurus蛋白结合蛋白
CALD1
0.16
≤0.0402
ENSGALG00000014891
α1整合素亚单位
ITGA1
0.07
≤0.000000130
ENSGALG00000005503
WAP四二硫化物核心域1
WFDC1
0.22
≤0.0107
ENSGALG00000011555
KH保守域含RNA结合点
QKI
0.35
≤0.00468
ENSGALG00000038154
Yes相关蛋白1
YAP1
0.35
≤0.0165
ENSGALG00000041266
钙调节蛋白1
CNN1
0.14
≤0.0230
ENSGALG00000015910
CD109分子
CD109
0.17
≤0.0173
ENSGALG00000008621
神经纤毛蛋白2
    NRP2
0.29
≤0.0377
ENSGALG00000005438
Parvin alpha
PARVA
0.21
≤0.000542
ENSGALG00000007145
β1整合素亚基
ITGB1
0.34
≤0.0361
细胞凋亡/致癌作用




ENSGALG00000044204
细胞凋亡增强核酸酶
AEN
3.30
≤0.0408
ENSGALG00000031244
腺苷酸环化酶5
ADCY5
0.32
≤0.0180
ENSGALG00000003875
原癌基因ABL1
ABL1
0.41
≤0.0178
ENSGALG00000034081
AKT丝氨酸/苏氨酸激酶3
AKT3
0.29
≤0.0273
ENSGALG00000016843
IV型胶原α2链
COL4A2
0.18
≤0.000289
ENSGALG00000003578
纤连蛋白1
FN1
0.17
≤0.000216
ENSGALG00000010854
组蛋白脱乙酰酶9
HDAC9
0.25
≤0.0204
ENSGALG00000042458
α-肌动蛋白1
ACTN1
0.22
≤0.0124
ENSGALG00000005079
黏着斑蛋白
VCL
0.29
≤0.0104
1)日粮添加T2毒素可导致雏鸡腺胃与氧化还原、炎症反应、伤口愈合/出血、细胞凋亡/致癌作用相关基因表达量的变化。

2)a 使用GO、KEGG通路或原始文献对差异表达基因进行假定功能确定,FC:倍数变化

b 倍数变化为日粮添加1.0 mg/kg3.0 mg/kg、6.0 mg/kgT2毒素与对照组相比mRNA丰度倍数变化的平均值。


图5 T2毒素对Tpm1、Hephl1、Lect2 Col4α2Aen基因相对mRNA丰度的影响

1)日粮添加T2毒素对雏鸡腺胃的生长发育有不利的影响。

2Tpm1基因:调节可肌肉收缩;Hephl1基因:调节铁的转运;Lect2基因:调节肝纤维化;Col4α2基因:是型胶原的组成部分,可影响基底膜的形成; Aen基因:可调控诱导促细胞凋亡。

3)肩标字母a,b相同表示则差异不显著P>0.05;不同则表示差异显著P<0.05。





翻译:张倩玉、张罕星                          校对:林映才                          排版:张明然、刘立

如有疑问请联系:刘立13922311549

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