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【转录组蛋白组联合分析】邦菲生物客户文章解读

来源：花匠小妙招时间：2025-03-30 12:46

研究背景

生活在青藏高原的藏猪较比平原地区的猪具有显著的表型和生理差异，因此能够更好的适应极端的环境条件。但是参与高海拔地区的动物适应环境的机制一直不被人所了解，我们的研究选取了高原和平原地区的藏猪和约克郡猪的心脏样本(分别命名为TH,YH,TL和YL)采用转录组学和蛋白组组学的方法（iTRAQ），分别从转录和蛋白水平上研究高原动物和平原动物的差异。 TH_vs YH共得到了299个差异表达基因，473个差异表达蛋白；TH vs.TL共得到了169个差异表达基因，297个差异表达蛋白；TL_vs_YH共得到了242个差异表达基因，394个差异蛋白；YH vs. YL共得到了368个差异表达基因，297个差异表达蛋白。对这些差异表达基因和差异表达蛋白进行分析，发现这些基因显著富集在HIF-1信号通路（NPPA, ERK2, ENO3, and EGLN3)，VEGF信号通路（ERK2, A2M, FGF1, CTGF, and DPP4）,和缺氧相关的信号通路（CRYAB, EGLN3, TGFB2, DPP4, and ACE），这些基因和高原适应特征显著相关。我们的研究对理解藏族高原环境的适应机制提供了分子基础，有助于研究人类缺氧性疾病的机制。

样本来源

分为四组：高原地区藏猪和约克郡猪；平原地区藏猪和平原约克郡猪；取六月龄猪的心脏组织，每组选择8个个体

研究技术

RNA-seq, iTRAQ质谱定量分析, RT-qPCR

研究结果

（1）猪心脏组织转录组测序结果汇总

以猪的基因组（Sscrofal0.2）为参考基因组，获得了551M的RNA-seq的数据，测序结果的83.68%能够匹配到参考基因组上，这其中的76.26%匹配到基因组特有的区域上。所有匹配上的序列中大约89%匹配到到了外显子上。共有18,585个基因在我们的心脏组织样品中检测到，其中15,701个基因在四个组的样本中都检测到。

（2）猪心脏组织转录组测序差异基因情况

FC=2，P<0.01， TH_vs_YH共检测到了299个差异表达基因，TL_vs_YL共检测到了242个差异表达基因,其中26个共有差异。TH_vs_YL共检测到了169个差异表达基因，YH and YL共检测到了368个差异表达基因，其中24个共有差异。

（3）对差异表达基因进行生物信息学分析

利用DAVID和IPA对这些差异表达基因进行生物信息学分析。在TH vs. YH中利用GO分析19个基因属于激素刺激应答相关；有36个基因和线粒体相关；利用KEGG分析15个基因和核糖体相关；有7个基因和扩张性心脏疾病相关，在TL vs. YL中GO分析中有51个基因氧化反应相关，有32个基因和因子结合相关； KEGG分析中有9个基因和糖基化反应相关，有5个基因和肾素血管紧张系统相关。在TH vs. TL中KEGG分析中有12个基因和纤维的收缩相关；有10个基因和肌肉的收缩相关；有6个基因和扩张性心脏疾病相关，有5个基因和补体和凝集素反应相关。YH vs. YL中有32个基因和氧化还原反应相关，12个基因和生物合成过程相关，9个基因和糖基化反应相关，有6个基因和组氨酸代谢相关。

（4）猪心脏组织蛋白组检测结果

8标iTRAQ共检测到了128,390PSM,12880个肽段，及2578个蛋白（FDR<0.01）,根据分子量大小检测如下：10–20 kDa (433), 20–30 kDa (443), 30–40 kDa (370), 40–50 kDa (318), 50–60 kDa(246), and 60–70 kDa (138). 95%的蛋白的序列覆盖度<50%, 4.7%的蛋白具有》50%的序列覆盖度。

（5）对差异表达蛋白进行生物信息学分析

FC=1.2,在TH vs. YH, TL vs. YL, TH vs. TL, and YH vs. YL中我们分别检测到了473,297,394,297个差异基因。其中在TH vs. YH 比较组中253个上调基因和220个下调基因在蛋白数据中检测到。在TL vs. YL 比较组中115个上调基因和182个下调基因在蛋白数据中检测到。在TL vs. YL 比较组中115个上调基因和182个下调基因在蛋白数据中检测到。

（6）对差异表达基因和差异表达蛋白进行验证

对四个比较组TH vs. YH, TH vs.TL, YH vs. YL, and TL vs. YL共有的差异基因ADHFE1, CCL5, CKM, DECR1, DPP4, EGLN3, FOS, and SLA-5.进行RT-PCR分析。

从我们的研究结果来看，lable-free的结果比iTRAQ的结果更有效，在TH_vs_YH中，有238蛋白在两种蛋白质组学方法中都鉴定到。

小编点评

本文是一篇很典型的利用转录组测序技术和蛋白质组学技术（iTRAQ）发表在Scientific Report上的文献，研究高原地区和平原地区藏猪和约克郡猪心脏组织的转录组和蛋白组的差异。旨在研究高原动物适应极端环境的机制。多组学联合方式揭示了环境适应分子机制的关键蛋白A2M, PDLIM3, CRYAB, ACE及参与的信号通路HIF-1，心血管发育，VEGF等信号通路，这些信号通路可以与藏猪的环境适应机制有关，为了解人类缺氧性相关疾病的发病机制提供了很重要的参考。