全轉(zhuǎn)錄組測序在動物研究中的應(yīng)用（小鼠、大鼠、兔、豬、牛、雞、羊）

發(fā)稿時間：2019-04-04來源：天昊生物

 

今天跟大家分享幾篇利用全轉(zhuǎn)錄組測序方法（一個樣本同時檢測四種類型RNAs）進行動物研究的文章。通過對表型差異或者不同發(fā)育時期動物樣本的檢測，能夠得到四種RNA表達變化及網(wǎng)絡(luò)調(diào)控關(guān)系等大量原始數(shù)據(jù)，為一篇3-6分的文章打下堅實的基礎(chǔ)，是一種“簡單高效、旱澇保收”的研究策略。“豬呀羊呀送到哪里去呀，送給那天昊來測一波！”。

1、Characterization of circRNA-Associated-ceRNA Networks in a Senescence-Accelerated Mouse Prone 8 Brain

題目：小鼠加速衰老SAMP8模型腦circRNA相關(guān)ceRNA網(wǎng)絡(luò)特征

發(fā)表雜志：Molecular Therapy 影響因子：6.688  發(fā)表日期：2017-9

阿爾茨海默病（AD）是最常見的神經(jīng)退行性疾病之一。最近的研究揭示了AD和circRNA相關(guān)的ceRNA網(wǎng)絡(luò)之間的潛在聯(lián)系。在本研究中，研究者通過全轉(zhuǎn)錄組測序系統(tǒng)地探討了7月齡的易衰老小鼠模型(SAMP8)大腦中的circRNA相關(guān)ceRNA機制，獲得了235個明顯失調(diào)的circRNAs，30個明顯失調(diào)的miRNAs和1202個明顯失調(diào)的mRNAs。本研究在SAMP8大腦中構(gòu)建了最全面的circRNA相關(guān)的ceRNA網(wǎng)絡(luò)。GO分析顯示，這些網(wǎng)絡(luò)從不同角度參與調(diào)節(jié)AD的發(fā)展，例如軸突末端(GO:0043679)和突觸(GO:0045202)。經(jīng)過嚴格的選擇，研究者發(fā)現(xiàn)在這種AD小鼠模型中，circRNA相關(guān)的ceRNA網(wǎng)絡(luò)主要參與Aβ清除(Hmgb2)和髓鞘功能(Dio2)的調(diào)節(jié)。這項研究首次對SAMP8小鼠大腦中circRNA相關(guān)的ceRNA圖譜進行了系統(tǒng)剖析。所選擇的circRNA相關(guān)的ceRNA網(wǎng)絡(luò)將對未來AD的診斷和治療產(chǎn)生深遠的影響。

2、Systematic Analysis of RNA Regulatory Network in Rat Brain after Ischemic Stroke

題目：大鼠缺血性腦卒中RNA調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性分析

發(fā)表雜志：Biomed Research International 影響因子：2.583  發(fā)表日期：2018-1

盡管廣泛的研究已經(jīng)確定缺血性腦卒中存在大量的miRNAs和lncRNAs，但是對腦局部缺血的RNA調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)仍然知之甚少。本研究同時檢測了短暫大腦動脈閉塞引起的局灶性缺血的lncRNAs、miRNAs和mRNAs的表達譜變化。共表達網(wǎng)絡(luò)分析揭示了1924個新發(fā)現(xiàn)的lncRNA可能參與腦損傷和DNA 修復。此外，基于ceRNA 假說發(fā)現(xiàn)缺血性腦卒中功能性lncRNA:miRNA:mRNA的相互作用。簡而言之，本研究報道了大量對局部缺血有反應(yīng)的新的lncRNA，并構(gòu)建了一個系統(tǒng)的RNA調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，突出了lncRNA在缺血性卒中的作用。

 

3、Comprehensive Analysis of circRNA Expression Pattern and circRNA-miRNA-mRNA Network in the Pathogenesis of Atherosclerosis in Rabbits

題目：兔動脈粥樣硬化發(fā)病機制中circRNA表達模式和circRNA-miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的綜合分析

發(fā)表雜志：Aging  影響因子：4.867  發(fā)表日期：2018-9

動脈粥樣硬化是一種慢性多因素炎癥性疾病，但關(guān)于circRNA在動脈粥樣硬化中的作用知之甚少。在本研究中，病例組的三只兔子被喂食高脂肪食物以誘發(fā)動脈粥樣硬化，另外三只兔子被喂食正常食物。為了探討circRNA在動脈粥樣硬化中的生物學功能，研究者用全轉(zhuǎn)錄組測序檢測了circRNA、miRNA和mRNA的表達譜，許多被鑒定在動脈粥樣硬化中的顯著改變。接下來，實驗用miRanda工具預(yù)測了miRNA靶相互作用，并構(gòu)建了差異表達的circRNA-miRNA-mRNA三重網(wǎng)絡(luò)。GO富集分析表明，網(wǎng)絡(luò)中的基因參與細胞粘附、細胞激活和免疫反應(yīng)。此外，實驗得到了一個失調(diào)circRNA相關(guān)的ceRNAs網(wǎng)絡(luò)，并發(fā)現(xiàn)7個circRNAs與動脈粥樣硬化有關(guān)。這些結(jié)果表明，circRNA和它們競爭的RNA之間的相互作用可能在動脈粥樣硬化的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。

 

4、Comprehensive Analysis of Differentially Expressed mRNA, lncRNA and circRNA and Their ceRNA Networks in the Longissimus Dorsi Muscle of Two Different Pig Breeds

題目：兩個不同豬品種背最長肌差異mRNA、lncRNA和circRNA及其ceRNA網(wǎng)絡(luò)的綜合分析

發(fā)表雜志：International Journal of Molecular Sciences  影響因子：3.687  發(fā)表日期：2019-3

已知lncRNA和circRNA參與脂肪形成和肌肉分化，但它們對豬肌肉性狀的影響還不清楚。本研究比較了它們在中國淮南豬(HN，脂肪型)和西方商品杜洛克×(Landrace×Yorkshire)豬(DLY，瘦型)背最長肌中的表達譜，發(fā)現(xiàn)有854個mRNA、233個lncRNA和66個circRNA差異表達。差異表達的mRNA和circRNA在Wnt信號途徑(脂肪形成)、快速纖維和慢速纖維之間的轉(zhuǎn)換(肌源分化)以及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝(豬肉風味)中富集。潛在的lncRNAs/circRNAs-miRNAs-mRNAs調(diào)控網(wǎng)絡(luò)共有MYOD1、PPARD、miR-423-5p和miR-874，它們與骨骼肌肌肉增殖、分化/再生和脂肪形成相關(guān)?？傊?，這些差異表達的ncRNA可能參與肌肉性狀的分子基礎(chǔ)，充當miRNAs的ceRNA。

5、Key Genes and Pathways Associated With Inner Ear Malformation in SOX10^p.R109W Mutation Pigs

題目：SOX10^p.R109W突變豬內(nèi)耳畸形相關(guān)的關(guān)鍵基因和途徑研究

發(fā)表雜志：Frontiers in Molecular Neuroscience  影響因子：3.902  發(fā)表日期：2018-6

SRY-box10 (SOX10)突變可能導致內(nèi)耳畸形，但其內(nèi)耳發(fā)育的分子機制尚不清楚。本文研究了SOX10突變小型豬感音神經(jīng)性耳聾模型不同胚胎階段的內(nèi)耳形態(tài)學，并進行了全轉(zhuǎn)錄組測序和生物信息學分析。結(jié)果表明，小型豬的SOX10突變導致耳蝸的不完全分割，由中間和頂端融合造成了囊狀頂端、耳蝸內(nèi)模缺損和耳蝸導管縮短。該模型展示了173個差異表達基因和185個差異表達的lncRNAs。下調(diào)表達基因中最顯著地在TRP通道、花生四烯酸代謝和唾液分泌途徑的炎癥介質(zhì)調(diào)控通路中富集，而上調(diào)表達基因中最顯著地在系統(tǒng)性紅斑狼瘡和酒精中毒途徑中富集?；诨虼胤治?，研究者認為最關(guān)鍵的四組基因簇為WNT1、KCNQ4、STRC和PAX6。

 

6、Characterization of lncRNA-miRNA-mRNA Network to Reveal Potential Functional ceRNAs in Bovine Skeletal Muscle

題目：牛骨骼肌中lncRNA-miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò)分析揭示潛在功能性ceRNAs

發(fā)表雜志：Frontiers in Genetics  影響因子：4.151  發(fā)表日期：2019-2

越來越多的證據(jù)表明，ncRNA正在成為骨骼肌發(fā)育的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。為了揭示它們的功能作用和調(diào)控機制，本研究根據(jù)ceRNA理論，利用全轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)構(gòu)建了一個lncRNA-miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò)。隨后，進行了網(wǎng)絡(luò)分析、GO和KEGG通路富集分析，用于lncRNA和ceRNAs的功能注釋和探討。該結(jié)果揭示了一個無標度特征網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)對牛骨骼肌發(fā)育表現(xiàn)出高度的功能特異性：共表達lncRNAs在肌肉發(fā)育相關(guān)的生物過程和Wnt信號通路中顯著富集。此外，基因集富集分析(GSEA)表明風險評分有與肌生成相關(guān)的趨勢，差異表達的RNAs通過qPCR得到驗證，進一步證實了本網(wǎng)絡(luò)的可信度?？傊?，這項研究提供了牛骨骼肌發(fā)育中lncRNA介導的ceRNA功能和機制的見解，并將擴展人們對哺乳動物lncRNA生物學的理解。

 

7、Whole-transcriptome analysis of atrophic ovaries in broody chickens reveals regulatory pathways associated with proliferation and apoptosis

題目：布魯?shù)?span style="color:#E53333;">雞萎縮卵巢的全轉(zhuǎn)錄組分析揭示了與增殖和凋亡相關(guān)的調(diào)節(jié)途徑

發(fā)表雜志：Scientific Reports  影響因子：4.122  發(fā)表日期：2018-5

蛋雞的育雛導致卵巢萎縮，從而降低生產(chǎn)率，但影響卵巢發(fā)育的調(diào)節(jié)機制仍不清楚。本研究采集了380日齡蛋雞萎縮卵巢和同齡蛋雞正常卵巢進行全轉(zhuǎn)錄組測序。結(jié)果鑒定了3480個差異表達mRNAs，其中1719個下調(diào)，1761個上調(diào)。有959個差異表達lncRNAs，其中56個下調(diào)，903個上調(diào)。在116個miRNAs中，79個下調(diào)，37個上調(diào)。許多mRNA和miRNAs/lncRNAs靶基因在生殖過程、細胞增殖和凋亡途徑中顯著富集。通過考慮卵巢發(fā)育相關(guān)基因和miRNAs之間的靶標關(guān)系和表達水平的相關(guān)性，構(gòu)建了miRNA交叉基因通路網(wǎng)絡(luò)。通過整合mRNAs和lncRNAs之間的競爭關(guān)系構(gòu)建了一個ceRNA網(wǎng)絡(luò)，并鑒定了幾個lncRNAs，它們被預(yù)測調(diào)節(jié)多個關(guān)鍵基因表達。本研究發(fā)現(xiàn)的mRNAs、miRNAs和lncRNAs可能是布魯?shù)想u卵巢發(fā)育的重要候選調(diào)節(jié)因子。

8、LncRNA882 regulates leukemia inhibitory factor (LIF) by sponging miR-15b in the endometrial epithelium cells of dairy goat

題目：LncRNA882通過對山羊子宮內(nèi)膜上皮細胞中miR-15b的海綿作用來調(diào)節(jié)白血病抑制因子

發(fā)表雜志：Journal of Cellular Physiology  影響因子：3.923  發(fā)表日期：2019-4

盡管lncRNAs在幾乎所有的生物過程中發(fā)揮作用，但對其在子宮內(nèi)膜中的生物學功能知之甚少。本研究采用全轉(zhuǎn)錄組測序，對妊娠第5天(prereceptive endometrium, PE)和第15天(receptive endometrium, RE)山羊子宮內(nèi)膜組織中的lncRNAs進行了綜合分析。結(jié)果，在PE和RE之間發(fā)現(xiàn)了668個差異表達的lncRNAs。進一步研究表明，受雌激素(E2)和孕激素(P4)調(diào)節(jié)的lncRNA882可作為miR-15b的ceRNAs，抑制轉(zhuǎn)化生長因子-b激活激酶1結(jié)合蛋白3 (TAB3)的表達，進而間接調(diào)節(jié)白血病抑制因子(LIF)的水平。這有助于山羊子宮內(nèi)膜容受性的形成?？傊狙芯筷U明了山羊子宮內(nèi)膜上皮細胞和上皮細胞的基因譜，lncRNA882作為miR-15b的ceRNA，間接調(diào)節(jié)山羊子宮內(nèi)膜上皮細胞的LIF水平。本研究有助于人們更好地理解山羊子宮內(nèi)膜容受性的分子調(diào)控。

 

全轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)優(yōu)勢：

• rRNA去除建庫，保留了完整的RNA種類信息；
• 鏈特異性文庫，可以保留轉(zhuǎn)錄本的鏈信息，更準確地檢測反義RNA；
• 使用高通量測序，能夠獲得更加全面的RNA信息，包括低豐度的RNA；
• 通過測定的序列信息精確地分析不同類型RNA的表達豐度變化及其生物學功能；
• 分析同一樣本中的mRNA、lncRNA、miRNA和circRNA四種類型RNA，明確這些RNA之間的共表達和調(diào)控關(guān)系，揭示ceRNA調(diào)控機制。

關(guān)于天昊：

天昊生物具有豐富的轉(zhuǎn)錄組和全轉(zhuǎn)錄組測序經(jīng)驗，我們致力于為研究者提供高質(zhì)量的科研策略咨詢、實驗技術(shù)服務(wù)和遺傳數(shù)據(jù)分析服務(wù)，期待成為大家科研工作中的“昊”助手與“昊”伙伴。歡迎聯(lián)系我們具體咨詢！郵箱：[email protected] 電話：400-065-6886