通过RNA-seq技术研究胚胎诱导的仓鼠子宫转录组学变化

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哺乳动物妊娠建立的必要条件是成功的胚胎着床,胚胎着床是一个复杂的过程,涉及胚胎和子宫之间错综复杂的相互作用。小鼠被广泛地用作研究人类胚胎着床的动物模型。然而,小鼠的独特之处在于卵巢孕酮和雌激素对于胚胎着床都是至关重要的,而在大多数物种(包括人和仓鼠)中,胚胎着床可以在卵巢孕酮单独存在的情况下进行。因此,仓鼠可以作为有用的小鼠替代模型。到目前为止,关于仓鼠胚胎着床的研究仍相对较少。在本研究中,我们采集自然妊娠仓鼠第5天着床位点和非着床位点子宫组织样品,利用RNA-seq分析了胚胎着床过程中仓鼠子宫中胚胎诱导的转录组学变化。利用生物信息技术对获得的基因表达谱数据进行分析。结果显示有781个差异表达的基因,其中367个基因在着床位点上调,414个基因在着床位点下调。我们随机选择15个基因进行q RT-PCR检测,以验证RNA-seq数据的质量,结果显示q RT-PCR与RNA-seq数据基本一致,表明RNA-seq数据是高质量的。此外,我们通过基因本体分析、信号通路分析、基因网络分析和转录因子结合位点分析对差异表达基因进行进一步的数据挖掘。基因本体分析结果表明,参与仓鼠着床的差异表达基因主要参与细胞周期。信号通路分析显示:有4个通路显著富集,分别是细胞周期、DNA复制、错配修复和内质网蛋白质加工。基因网络分析得到一个由145个基因和774个基因与基因互作关系组成的基因网络图。分析显示该基因网络有11个中心基因:Cdk1、Ccnb1、Cdc20、Plk1、Ccna2、Birc5、Mcm5、Bub1b、Bub1、Cdca8和Mcm3,所有这些中心基因均参与细胞周期。因为中心基因处于基因网络的关键位置,所以这些中心基因可能在胚胎着床过程中的起着重要作用。差异表达基因转录因子结合位点分析结果显示,共计有7个显著富集的转录因子,分别是ETF、LBP-1、MOVO-B、MAZ、CAC-bp、E2F-1和Ebox,其中ETF、LBP-1、MOVO-B、MAZ和CAC-bp的结合位点在下调基因中显著富集,E2F-1、ETF和Ebox的结合位点在上调基因中显著富集。此外,本研究还对差异表达基因进行了CMap分析。通过筛选可能引起差异表达基因的逆转表达进而发挥潜在抗着床作用的化学药物,得到了10种最有前景的化合物:氯硝柳胺,奎诺替丁,异丙酸,LY-294002,西罗莫司,吡利定,甲羟孕酮,棉酚,头孢噻吩和左炔诺孕酮。这些化合物可能为新型抗着床化合物的开发提供线索。综上所述,本研究筛选了仓鼠子宫胚胎着床位点的差异表达基因。我们对差异表达基因进行生物信息学分析和CMap分析。本研究有助于进一步了解仓鼠胚胎着床的分子机制,为后续深入研究胚胎着床的机制提供了宝贵的资源。
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