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猪肺泡巨噬细胞(porcine alveolar macrophages,PAMs)处于机体先天免疫第一防线,其强可塑性为猪(Sus scrofa)的免疫调控机制解析提供重要细胞模型。lncRNA参与免疫相关过程且是巨噬细胞极化的潜在调控分子。为了建立猪肺泡巨噬细胞不同极化亚型,本研究以3头30日龄健康大白仔猪分离的原代PAMs为实验材料,利用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)加γ干扰素(interferon gamma,IFN-γ)组合和白介素4(interleukin 4,IL-4)进行极化诱导,并选择刺激时间为0 h、6 h、12 h和24 h,分别构建M1和M2细胞模型(每个时间点3个生物学重复)。对本研究获得的21个细胞样品进行链特异性转录组测序,分析和比较了各时间点PAMs两种不同极化亚型的mRNA表达谱变化,筛选差异表达基因进行功能富集分析。同时,对PAMs全基因组长链非编码RNA(lncRNA)进行了筛选鉴定、与mRNA基本特征比较、靶基因预测、共表达趋势分析和靶基因功能分析,并将靶基因显著富集通路中的lncRNA作为潜在的极化相关lncRNA。本研究主要结果如下所示:(1)对6 h、12 h和24 h时间点M1和M2极化亚型组PAMs样品进行了差异表达分析。相比于M0对照组,M1极化亚型组中分别筛选到1038、3118和4826个差异表达基因。M2极化亚型组中分别筛选到509、3399和5183个差异表达基因。两种极化亚型较M0对照组,上调和下调表达的差异基因数量都随着刺激时间的增加而增加。(2)对以上差异基因进行GO和KEGG注释和功能富集分析。PAMs的M1型极化早期差异表达基因主要参与免疫反应,如产生白介素12和多种干扰素、抑制抗炎因子白介素10生成、激活NFκB信号通路和趋化因子介导的信号通路、调控STAT蛋白酪氨酸磷酸化并正调控自然杀伤细胞增殖、促进炎症过程以及启动对病原体的防御等相关通路。12 h时间点的差异表达基因主要参与激活趋化因子介导的信号通路、抑制抗炎因子白介素10生成和正调控自然杀伤细胞增殖、正调控JNK级联、促进T细胞增殖、加强氧化还原过程、抑制细胞增殖和使细胞周期停滞等相关通路。在24 h时间点,差异表达基因主要参与促炎症反应,在NF-κB转录因子活性、促进胸腺中的T细胞增殖和分化、细胞周期、自噬和凋亡等通路显著富集。(3)PAMs的M2型极化中,经IL-4刺激6 h的差异基因主要在癌症中的胆碱代谢、VEGF信号通路、MAPK信号通路、FcγR介导的吞噬作用、PI3K-Akt信号通路等通路富集。12 h时间点差异基因主要参与HTLV-I感染、趋化因子信号通路、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路和范可尼贫血途径等通路。24 h时间点,M2型PAMs样品差异基因显著富集于B细胞受体信号通路鞘脂信号通路、Toll样受体信号通路、小细胞肺癌和酗酒和NF-κB信号通路。(4)M1型极化过程中,PAMs在三个时间点都上调表达的390个差异基因最显著富集于细胞因子与细胞因子受体的相互作用通路,其中参与的基因为CD40、CXCL9、IL2RA、IL12B、CXCL10、IL23A、TNFSF10、IL15、CSF3、IL1B、IL12RB1、CCL8、IL23R、CCL2、IL10、CXCL8、Sus_scrofa_new Gene_12336、TNFSF13B、CCL20、LOC110258579、IL15RA、IL10RA、HGF和CXCL11;三个时间点都下调表达的150个差异基因最显著富集于Notch信号通路,其中参与的基因为DTX1、DLL1、DTX4和NUMBL。M2型极化过程中,PAMs在三个时间点都上调表达的121个差异基因最显著富集于EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药通路,其中参与的基因为NRG1、MAPK3、Sus_scrofa_new Gene_1215和PLCG1;三个时间点都下调表达的147个差异基因最显著富集于PI3K-Akt信号通路,其中参与的基因为Sus_scrofa_new Gene_1306、LPAR5、DDIT4、JAK2、SPP1、LPAR1、CSF1、PIK3R5、HGF、LAMC2和GNG8。(5)对21个样品组装的转录本进行lncRNA识别和预测,共得到23995条可靠性高的lncRNA。共表达趋势分析显示,两种极化亚型中lncRNA都被划分成了两个共上调趋势和共下调趋势的数据集。M1型极化过程中,共表达趋势为上调的lncRNA靶基因主要富集于Jak-STAT信号通路、磷脂酰肌醇信号系统和自然杀伤细胞介导的细胞毒性;共表达趋势为下调的lncRNA靶基因主要富集于错配修复、丁酸代谢和脂肪酸生物合成。M2型极化过程中,共表达趋势为上调的lncRNA靶基因主要富集于背腹轴形成、泛酸酯和辅酶a的生物合成和一个由叶酸组成的碳库等通路;共表达趋势为下调的lncRNA靶基因主要富集于硒化合物的代谢,萜类骨架生物合成,糖胺聚糖的生物合成-硫酸乙酰肝素/肝素等通路。以上对猪肺泡巨噬细胞极化过程的转录组研究结果,为后期鉴定关键极化因子提供了参考方向,且为猪抗病育种工作标记分子的筛选提供了基础资料。