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，腺胃组织形态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毒素后，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个基因的表达表现为上调，167个基因的表达表现为下降。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、Lect2、Col4α2基因mRNA的相对表达量，日粮添加3.0 mg/kg和6.0 mg/kg的T2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周龄雏鸡腺胃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毒素后，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。从图2中B、C、D可知，有37个基因的表达表现为上调，167个基因的表达表现为下降。

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	类亚铁氧化酶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钙调素蛋白结合蛋白	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/kg、3.0 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 Col4α2和Aen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。

2）Tpm1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Ⅳ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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