基于网络药理学和分子对接技术的新生化颗粒活血化瘀作用机制研究

采用网络药理学和分子对接技术,探究新生化颗粒活血化瘀关键作用机制。基于文献检索和中药系统药理学数据库(TCMSP)筛选新生化颗粒的主要效应成分;通过PharmMapper、TTD和DrugBank等数据库挖掘活性成分作用靶点和活血化瘀相关靶点;借助STRING数据库构建蛋白质相互作用网络;采用Cytoscape软件进行网络可视化和拓扑学分析;通过DAVID数据库对交集靶点进行GO和KEGG通路富集分析;采用AutoDock软件将主要活性成分与核心靶点进行分子对接分析。结果表明：新生化颗粒含有阿魏酸、藁本内酯和水苏碱等55个活性成分,其调节活血化瘀的关键靶点包括TNF-α、IL1β和MAPK1等。核心通路主要为HIF-1α信号通路、TNF-α信号通路及雌激素信号通路等。分子对接结果显示,核心成分与关键靶点有较好的结合活性。综上,新生化颗粒中阿魏酸、藁本内酯、水苏碱等主要活性成分,通过作用于TNF-α、IL1β和MAPK1等靶点,激活或抑制HIF-1α、TNF-α和雌激素等相关信号通路而发挥活血化瘀作用。该研究阐释了新生化颗粒活血化瘀的潜在作用机制,为其深度研究和二次开发提供重要理论依据。     

基于网络药理学和分子对接技术探究珍珠烧伤膏辅助缓解疼痛的作用机制

本研究利用网络药理学结合分子对接技术,研究珍珠烧伤膏辅助缓解疼痛作用机制。利用中药系统网络药理学数据库和分析平台(TCMSP)挖掘烧伤膏中金银花、紫草、甘草、当归、黄芩和白芷的成分及作用靶点。通过UniProt等数据库查询靶点对应的基因,进一步通过Cytoscape3.8.2构建化合物-靶点(基因)网络。利用DrugBank数据库和GeneCards数据库检索疼痛的潜在靶点;采用蛋白质相互作用网络数据库(String)进行蛋白相互作用分析,通过Cytoscape 3.8.2软件构建蛋白相互作用网络;运用Metascape数据库对关键靶点进行基因本体GO富集分析和KEGG通路富集分析,探究珍珠烧伤膏辅助缓解疼痛的作用机制;采用AutoDock分子对接软件对活性成分与关键辅助缓解疼痛靶点进行验证。通过筛选得到珍珠烧伤膏复方中药的156种活性成分和245个潜在作用靶点;GO功能富集分析得到生物过程(BP)条目238个、细胞组成(CC)条目36个和分子功能(MF)条目57个;KEGG通路富集分析筛选得到200条信号通路,主要涉及癌症相关通路、PI3K-Akt信号通路、Hepatitis C信号...     

基于网络药理学及分子对接研究蒙药文冠木治疗类风湿关节炎的作用机制

基于网络药理学及分子对接研究蒙药文冠木治疗类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)的作用机制,为其基础研究及临床应用提供依据。通过本草组鉴数据库及文献收集文冠木成分,通过Pubchem、Swiss ADME、PharmMapper、GeneCards、DisGeNet、DrugBank和UniProt等数据库获取文冠木治疗RA的靶点;通过STRING数据库获得蛋白互作关系;通过Metascape数据库进行基因富集分析,获得文冠木治疗RA的潜在作用通路,通过Cytoscape软件绘制成分-靶点-通路图,应用网络拓扑分析判断文冠木治疗RA的主要活性成分及核心靶点;采用SYBYL2.1.1软件对主要活性成分及核心靶点进行分子对接验证。共筛出文冠木15个活性成分;文冠木治疗RA靶点40个;文冠木治疗RA主要涉及通路有促丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路、白介素-17 (IL-17)信号通路、Ras信号通路、破骨细胞分化信号通路和血管内皮生长因子(VEGF)信号通路等;网络拓扑分析预测文冠木治疗RA的重要活性成分有文冠酸、原花青素A-2、...     

基于数据挖掘探究苦荞对胰腺癌的作用机制

基于数据挖掘及分子对接探讨以苦荞麦黄酮类化学物质为主的抗癌作用机制,采用中药系统药理学分析平台及文献查找挖掘苦荞抗胰腺癌的核心靶标和作用通路,通过GO分析和KEGG富集分析探讨其作用机制。结果表明,苦荞化学成分的作用靶点与胰腺癌的交集靶点有156个,苦荞成分槲皮素、山奈酚、大黄素、表儿茶素、芦丁等通过调控AKT1、TNF、TP53、IL6、VEGFA、IL1B、CASP3、EGFR等关键靶点,参与脂质和动脉硬化、乙型肝炎、人类巨细胞病毒感染、PI3K-Akt信号通路等,起到对胰腺癌的拮抗作用,且苦荞成分与各关键靶点均能够进行对接,且对接效果好。本研究预测苦荞对胰腺癌的拮抗作用可能是通过参与DNA与RNA之间转录过程抑制免疫信号通路中炎症因子与病毒感染的表达,促进癌细胞的凋亡,通过这种有效的靶向作用发挥抗肿瘤生物活性功能。     

基于网络药理学和分子对接探究绞股蓝抗高脂血症的作用机制

基于网络药理学和分子对接技术探讨绞股蓝防治高脂血症（Hyperlipidaemia, HLP）的可能机制。利用TCMSP数据库搜集绞股蓝的主要活性成分及作用靶点，选定DrugBank数据库、TTD数据库和GeneCards数据库筛选高脂血症有关基因，选取的交集靶点导入String构建蛋白互作，并对结果数据导入Cytoscape 3.8.2进行可视化。应用Metascape数据库，对交集基因进行GO富集和KEGG通路富集分析，最后对关键活性成分和关键蛋白进行分子对接验证。筛选绞股蓝中槲皮素、山柰酚、豆甾醇和绞股蓝皂苷等27个有效成分，预测治疗高脂血症的相关靶点109个，GO功能富集和KEGG通路富集结果显示，绞股蓝治疗高脂血症作用机制主要涉及细胞对激素、无机物和脂多糖应答等生物过程，并通过脂质与动脉硬化、AGE-RAGE信号通路和胰岛素抵抗等多条通路共同发挥作用；分子对接结果也进一步表明，潜在活性成分和RELA、TNF、AKT1、TP53等关键靶蛋白均具有较好的亲和作用。绞股蓝治疗高脂血症的特点符合多成分、多靶点和多通路的中药复方作用机理，可为绞股蓝治疗高脂血症的进一步研究提供理论基础。     

基于网络药理学及分子对接技术分析核桃治疗高尿酸血症的作用机制

基于网络药理学方法及分子对接技术分析核桃（Juglans regia L.）治疗高尿酸血症（Hyperuricemia,HUA）的作用机制，利用中药系统药理数据库和分析平台（Traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP）预测核桃活性成分的作用靶点，运用OMIM、GeneCards和DrugBank数据库检索HUA疾病靶点。使用Cytoscape 3.7.2软件进行作用靶点-活性成分-疾病网络绘制，利用Metascape平台进行富集分析。使用AutoDockTools 1.5.6软件进行分子对接，对活性成分及重要靶点的结合度进行验证。结果表明，共筛选出核桃活性成分5种，与HUA有交集靶点16个；富集程度较高的信号通路包括癌症信号通路、化学致癌-受体激活信号通路、糖尿病并发症中的晚期糖基化产物-晚期糖基化终末产物受体信号通路和卡波西肉瘤相关疱疹病毒信号通路；通过分子对接验证试验可知，核桃中主要活性成分与重要靶点结合紧密。     

基于网络药理学探讨艾草抗鸡马立克病毒的活性成分与作用机制

运用网络药理学方法探讨艾草抗鸡马立克病毒（Marek’s disease virus,MDV）的活性成分、作用靶点及可能的作用机制。利用TCMSP数据库检索艾草化学成分和作用靶点,查阅文献收集MDV相关宿主基因靶点,建立靶点数据库;利用STRING数据库结合Cytoscape 3.8.0软件构建靶点蛋白相互作用网络及活性成分-关键靶点网络,筛选核心靶点和主要活性成分;利用DAVID数据库对关键靶点进行GO功能分析和KEGG通路富集分析;最后利用分子对接技术验证主要活性成分与关键靶点的结合能力。结果显示,从艾草中筛选出8种活性成分,共有108个基因靶点与MDV宿主基因存在相互作用,艾草抗MDV作用的主要靶点有JUN、CCND1、CDK1、IL-6等;GO功能分析涉及细胞活性、炎症反应等过程,KEGG富集分析涉及C型凝集素受体信号通路、MAPK信号通路、细胞衰老、p53信号通路、细胞凋亡、Toll样受体信号通路等;异泽兰黄素与靶点蛋白CCND1的对接能力最强。结果表明,艾草主要活性成分异泽兰黄素可能是通过作用于CCND1,干预细胞周期影响细胞活性,进而发挥抗MDV效应。     

脊痛消胶囊对神经根型颈椎病作用机制的网络药理学研究

利用网络药理学和分子对接技术,研究脊痛消胶囊治疗神经根型颈椎病(Cervical Spondylotic Radiculopathy,CSR)的有效成分和作用机制。从TCMSP、TCM-ID和BATMAN-TCM数据库中检索,并筛选脊痛消胶囊的有效活性成分及其作用靶点,使用GeneCards、OMIM和DisGeNET数据库预测CSR的疾病靶点,将活性成分作用靶点与疾病靶点进行映射,得到脊痛消胶囊治疗CSR潜在靶点,利用STRING数据库进行蛋白互作分析,运用Cytoscape软件绘制蛋白互作网络图和药物-活性成分-潜在靶点网络图。利用ClusterProfiler包对潜在靶点进行GO功能和KEGG通路富集分析,用Autodock Vina软件对有效活性成分和关键靶点进行分子对接验证。网络药理学预测结果表明,脊痛消胶囊活性成分有133种,共有275个作用靶基因,CSR相关靶点有7 111个,映射得到交集靶点245个,通过PPI网络筛选得到脊痛消胶囊治疗CSR的关键治疗靶点10个,分别为蛋白激酶B(AKT1)、细胞性肿瘤抗体P53 (P53)、转录因子JUN(JUN)、肿瘤坏死因子(TN...     

基于网络药理学分子对接探讨山慈菇抗三阴性乳腺癌的分子机制

本研究基于网络药理学与分子对接的方法探讨山慈菇治疗三阴性乳腺癌的作用机制。利用TCMSP数据库和文献中获得山慈菇化学成分,在Swiss Target Prediction平台上搜索活性成分靶点;采用OMIM、GeneCards数据库检索三阴性乳腺癌靶点,并通过String构建蛋白质互作网络,使用DAVID数据库对核心靶点进行GO分析和KEGG通路富集分析;另外选取部分化合物和靶点使用Autodock软件进行分子对接验证;运用Western blot法检测相关调控靶点蛋白的表达。结果显示,共筛选出12个山慈菇活性成分,97个关键靶点,分子对接发现主要靶点HSP90AA1、EGFR、MAPK1、JUN和PIK3CA均与活性成分对接较好。山慈菇的作用靶点富集于PI3K-AKT信号通路,山慈菇通过降低p-AKT和p-PI3K的表达水平进行调控乳腺癌细胞的增殖、凋亡和迁移。本研究初步预测了山慈菇的有效活性成分、关键靶点和作用机制,可为山慈菇治疗三阴性乳腺癌的临床应用提供依据。     

基于网络药理学探讨芒果叶干预肌肉减少症的活性成分和分子机制

采用网络药理学和分子对接方法预测芒果叶活性成分及干预肌肉减少症的分子机制。芒果叶活性成分靶点来自中药系统药理学数据库和分析平台（TCMSP）数据库，肌肉减少症靶点来自GeneCards、DisGeNET数据库。蛋白相互作用（PPI）网络由Cytoscape生成，通过拓扑分析确定核心靶点。将核心靶点导入DAVID平台，用于GO和KEGG分析，应用Mcule在线平台进行分子对接。最终筛选出25个主要成分，确定7个核心靶点。关键通路涉及乙型肝炎、白细胞介素17等信号通路。分子对接结果表明芒果叶活性成分中槲皮素与丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1、基质金属蛋白酶9、肿瘤抑制基因P53及小窝蛋白-1均具有较好结合能力。应用网络药理学和分子对接方法分析预测可知芒果叶具有通过调节细胞凋亡和抗炎来抑制肌减少的潜力，为进一步药理试验和药物开发明确方向。     

基于网络药理学黄精抗炎活性成分及作用机制研究

黄精属百合科黄精属，性味甘甜，食用爽口，具有重要的药用和食用价值。为探讨黄精抗炎可能活性成分及作用机制，借助TCMSP数据库筛选黄精活性成分，利用Pharmmapper和Uniprot数据库查找黄精活性成分靶点基因，借助GeneCards和MalaCards数据库筛选人体炎症相关基因，取交集获取黄精抗炎潜在靶点；在Metascape数据库进行GO富集和KEGG通路注释；使用Cytoscape3.6.1软件构建黄精抗炎潜在靶点的“成分-靶点-通路”网络图，STRING数据库构建PPI网络图。共筛选出(+)-丁香树脂醇-O-β-D-葡萄糖苷、中华在线1、甲基原纤细薯蓣皂苷、西伯利亚蓼苷A、3’-甲氧基大豆苷元、β-谷甾醇等12个潜在活性成分和ALB、EGFR、MAPK1、CASP3、ESR1等65个黄精抗炎潜在靶标，生物信息学富集分析中筛选出46个GO条目和13条KEGG通路，主要涉及Pathways in cancer（癌症的途径）、Prostate cancer（前列腺癌）、IL-17 signaling pathway（IL-17信号通路）、Hepatitis B（乙型肝炎）通路。该研究揭示了黄精抗炎多成分、多靶点、多通路的作用机制，为黄精抗炎机制研究和后续试验研究提供依据。     

夏枯草抗乳腺癌成分-靶点-通路的网络药理学研究

目的 应用网络药理学方法预测夏枯草抗乳腺癌的作用靶点及相关信号通路,挖掘其抗乳腺癌的作用机制。方法 在TCMSP和TCMID数据库中检索并筛选出夏枯草的潜在活性成分,在TCMSP数据库中查询活性成分作用靶点并采用Cytoscape 3.7.1软件构建活性成分-靶点网络图;在HPO和DisGeNET数据库中检索乳腺癌相关基因;将活性成分作用靶点和乳腺癌相关基因进行比对,得到重复项（即活性抗乳腺癌的可能靶点）;利用String平台构建潜蛋白互作网络（PPI）;使用Cytoscape 3.7.1软件构建夏枯草潜在活性成分-靶点-乳腺癌网络,并根据度值、介数和紧密度筛选出关键靶点;应用Metascape数据库分析关键靶点的KEGG信号通路并进行GO生物过程富集。结果 夏枯草中有19种活性成分,作用于253个靶点;夏枯草有17种成分可作用于乳腺癌相关的29个靶点,其中有7个关键靶点,7种主要活性成分,9条相关信号通路。结论 夏枯草可通过雌激素受体、细胞特异性周期蛋白、表皮生长因子受体等靶点及相关通路,发挥抗乳腺癌作用。     

卵形鲳鲹卵巢不同发育时期的转录组测序分析

【目的】鉴定筛选出与卵形鲳鲹卵巢发育相关的候选基因及信号通路,为揭示其卵巢性成熟过程的分子机制打下基础。【方法】挑选卵巢发育处于?期和Ш期的雌性卵形鲳鲹,分别构建卵形鲳鲹卵巢?期和Ш期的cDNA文库,采用Illumina HiSeqTM 2500进行转录组测序,经过滤、质量控制及拼接组装后获得的Unigenes在七大数据库（Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot、KEGG和GO）中进行比对;通过FPKM及DEGseq筛选出差异表达基因,以GOseq和KOBAS对差异表达基因分别进行功能注释及信号通路富集分析,并采用MISA和GATK3进行SSR鉴定及SNP分析。【结果】卵形鲳鲹卵巢组织转录组测序获得的325156432条Raw reads,经过滤筛选得到317206752条Clean reads,拼接组装后得到59554条Unigenes;69.65%的Unigenes在Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot、KEGG和GO等七大数据库中注释成功,其中有24599条Unigenes被注释到GO数据库,15997条Unigenes被注释到KEGG数据库。在卵形鲳鲹卵巢组织的2个发育时期共鉴定获得56115个基因,经差异表达分析后获得17737个差异基因,其中8169个基因在卵巢Ш期上调表达、9568个基因在卵巢Ш期下调表达。GO功能注释分析发现,卵形鲳鲹卵巢差异表达基因主要注释在细胞过程、氮化合物代谢过程、初级代谢过程、核、核部分、离子结合及水解酶活性等条目上;而KEGG信号通路富集分析结果显示,17737个差异表达基因显著富集在318条代谢途径上,其中前20条KEGG信号通路包括2-氧代羧酸代谢、PI3K-Akt信号通路、甲状腺激素信号通路、磷脂酶D信号通路、Fc εRI信号通路和细胞周期等。卵形鲳鲹卵巢转录组（59554条Unigenes）中共存在30133个SSRs和82490个SNPs。【结论】GnRHR、FSHR、FSHβ、CYP11A、SIRT3和PEG3等差异表达基因及PI3K-Akt信号通路和VEGF信号通路等与卵形鲳鲹卵巢的发育密切相关,共同调节卵巢的发育与成熟,在卵巢性成熟过程中发挥重要作用。     

新疆褐牛产奶和繁殖性状候选基因功能注释

基于新疆褐牛产奶和繁殖性状全基因组关联分析研究结果,对候选基因进行生物信息学功能分析,进一步筛选出与新疆褐牛产奶和繁殖性状显著相关的关键基因。根据关联分析结果中显著单核苷酸多肽位点的物理位置共找到55个候选基因,其中49个基因可在数据库中检索到相应功能注释信息。GO分类结果显示,这些基因涉及代谢、转录等30个GO条目;KEGG代谢通路富集分析结果显示,候选基因富集于7个通路中,其中基因数最多的是Wnt信号通路和钙黏素信号通路。通过查阅各候选基因相关研究进展和相关基因的生物学功能、生理生化分析,发现对产奶性状候选基因中的CDH2、GABRG2和繁殖性状候选基因中的EPRS基因可进行下一步的基因功能研究。     

黄白双花口服液治疗犊牛腹泻的系统药理学分析

【目的】利用系统药理学构建黄白双花口服液治疗犊牛腹泻的活性化合物—靶点—通路—疾病相关蛋白的关系网络模型,阐述黄白双花口服液治疗犊牛腹泻的分子机制,为犊牛腹泻防治药物研发提供理论依据。【方法】根据口服利用度（OB）≥30%和类药性（DL）≥0.18,利用中药系统药理学数据库（TCMSP）检索黄白双花口服液中每味中药（黄连、白头翁、金银花、黄芩、地榆和乌梅）的活性化合物及与其相对应的作用靶点,导入Cytoscape绘图软件中建立活性化合物与其对应靶点的互作网络图;通过基因数据库（Gene Cards）检索犊牛腹泻的有关靶点基因,使用维恩图求取二者的交集,得到犊牛腹泻与黄白双花口服液共同的靶点基因组合,然后导入String数据库中以获得相关蛋白相互作用网络图;将黄白双花口服液作用于犊牛腹泻的靶点基因导入DAVID数据库中,分别进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析。【结果】从黄白双花口服液中筛选出43种活性化合物,分别对应131个相关靶点基因。黄白双花口服液与犊牛腹泻交集的蛋白质—蛋白质相互作用网络图包括128个节点及205条相互关系,其中丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1（AKT1）、白介素2（IL-2）、白介素6（IL-6）、白介素8（IL-8）、促分裂素原活化蛋白激酶1（MAPK1）及含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白酶3（CASP3）的出现频率较高。利用DAVID数据库对黄白双花口服液与犊牛腹泻交集靶点的蛋白进行GO功能富集分析,最终富集到204条GO功能条目（FDR< 10-2）,其中细胞组成条目8条、分子功能条目12条、生物过程条目184条;黄白双花口服液治疗犊牛腹泻的相关蛋白主要富集于19条信号通路上（FDR< 10-2）。【结论】黄白双花口服液主要以黄连、白头翁、金银花、黄芩、地榆和乌梅中的槲皮素、β-谷甾醇、豆甾醇及山奈酚等活性化合物成分,通过ATK1、MAPK1、IL-2、IL-6和IL-8等靶点,经Toll样受体信号通路、NOD样受体信号通路、T细胞受体信号通路和B细胞受体信号通路等,发挥抗菌消炎、抑制细胞损伤及调节免疫力等作用,以达到治疗犊牛腹泻的目的。     

F17大肠杆菌在湖羊羔羊个体脾脏中LncRNA表达谱变化

【目的】通过筛选对大肠杆菌（E.coli）F17菌毛非腹泻型与腹泻型的绵羊脾脏中差异表达的lncRNA,来探究lncRNA对绵羊抗腹泻的作用。【方法】本研究通过对湖羊羔羊口服E.coli F17菌株获得非腹泻和腹泻型个体,利用羔羊肠道细菌计数、病理组织切片验证攻毒成功性;构建非腹泻组和腹泻组羔羊脾脏的cDNA文库,使用Illumina HiSeq 2500平台进行配对测序;通过Gene Ontology（GO）和KEGG Pathway富集分析对差异表达转录本功能描述和细胞通路分析,利用FPKM法估计lncRNA和mRNA转录物的表达水平,并用高通量测序技术RNA-seq筛选出非腹泻和腹泻个体脾脏中的差异表达lncRNA;然后利用荧光定量PCR技术检测了非腹泻组和腹泻组羔羊脾脏组织中DE lncRNA和DE mRNA的表达水平,来验证筛选的DE lncRNA在非腹泻组过程中发挥作用。【结果】羔羊口服E.coli F17菌株后,出现非腹泻和腹泻两种表型,腹泻组羔羊肠道中的细菌数量显著高于非腹泻组（P<0.05）,同时腹泻组羔羊空肠黏膜组织出现不同程度的损伤,色泽暗沉,小肠绒毛部分脱落。笔者利用RNA-seq在非腹泻和腹泻羔羊脾脏中筛选出34个差异表达的（DE）lncRNA,703个的DE mRNA,随机选择一共12个DE lncRNA和DE mRNA,用q-PCR验证它们在非腹泻型和腹泻型羔羊体内的相对表达水平,发现与RNA-seq结果一致。通过Gene Ontology（GO）和KEGG Pathway富集分析,将DE lncRNA与GO 数据库进行比对的结果表明一共有34条lncRNA被注释和分类到302个功能亚类中,绵羊蛋白质结合（GO：0005515）,细胞核（GO：0005634）,poly（A）RNA结合（GO：0044822）,细胞质（GO：0005737）,组织重塑（GO：0048771）,内肽酶活性的调节（GO：0052548））,6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-双磷酸酶复合物（GO：0043540）,磷脂酰肌醇磷酸化（GO：0046854）,果糖-2,6-二磷酸2-磷酸酶活性（GO：0004331）,钙依赖性磷脂酶C活性（GO：0050429）等10 个功能亚类的lncRNA较多,而其余的功能亚类的lncRNA分布较少。将DE lncRNA与KEGG 通路数据库进行比对的结果表明,一共有34条lncRNA被注释和归类到149个KEGG 通路中,绵羊甲状腺激素信号通路（路径：ko04919）,Spliceosome（路径：ko03040）,白细胞跨内皮迁移（路径：ko04670）,神经营养因子信号通路（路径：ko04722）,溶酶体（路径：ko04142）,MAPK信号通路 - 途径（路径： ko04011）,鞘脂信号通路（路径：ko04071）,吞噬体（路径：ko04145）,氧化磷酸化（路径：ko00190）等9 个KEGG 通路的lncRNA较多,而其余的KEGG 通路的lncRNA分布较少。 通过lncRNA-mRNA相互作用网络分析,发现6个共表达基因：MYO1G、TIMM29、CARM1、ADGRB1、SEPT4、DESI2。【结论】探究了对于腹泻产生非腹泻和腹泻型羔羊脾脏中lncRNA的表达谱,发现了非腹泻和腹泻羔羊脾脏中差异表达的lncRNA,有助于找出羔羊如何抵抗腹泻的发生机制,为羔羊抵抗腹泻提供科学的依据。     

基于高通量测序分析肺炎支原体感染姜曲海猪肺组织miRNA表达谱

为探明姜曲海猪感染肺炎支原体后肺组织miRNA(microRNA)表达谱和分子机制,选取50日龄姜曲海猪为实验猪,随机分成感染组和对照组,人工感染肺炎支原体28 d后,采集肺部组织,进行高通量miRNA测序,采用生物信息学软件进行miRNA鉴定和靶基因预测。结果显示:感染组和对照组的肺组织分别筛选到14 265 786条和14 000 588条小RNA纯净序列(clean reads)。与对照组相比,感染组中筛选到73个显著差异表达的miRNAs,其中39个表达上调,34个表达下调,从中随机选取4个miRNAs进行定量PCR(quantitative real time PCR,qRT-PCR)验证,感染组和对照组的表达水平与测序结果基本一致。73个差异表达miRNAs预测到1 685个靶基因和4 220个靶位点,靶基因预测筛选到8个与免疫调控相关的miRNAs。靶基因GO(gene ontology)分析显示,miRNA广泛参与生物过程、细胞组成和分子功能的调控。靶基因KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)分析显示,miRNA参与调控细胞凋亡、ECM受体相互作用、粘附斑通路等信号通路。本研究通过高通量测序获得姜曲海猪感染肺炎支原体后肺组织miRNA表达谱,通过生物信息学分析筛选到与免疫调控相关的miRNAs和信号通路,为进一步阐明姜曲海猪的肺炎支原体感染机制奠定了基础。     

蒙古马高负荷运动训练前后miRNA差异表达分析

为研究蒙古马高负荷运动训练前后miRNA差异表达,利用二代测序技术对6匹经4个月高负荷运动训练的蒙古马进行了调查,筛选训练前后发生差异表达的相关基因及其所参与的生物学过程。在训练前与训练后两个时期分别采集肌肉样品,建立蒙古马肌肉miRNA文库,对训练前后表达量发生显著变化的差异miRNA进行靶基因预测,并进行GO功能富集与KEGG Pathway分析。结果表明:1)在蒙古马高负荷训练前后两个文库中,分别筛选得到366和346个miRNA,共表达miRNA达248种,分别预测得到7 620和7 535个靶基因。其中高丰度表达的miRNA有miR-1、miR-378、miR-21、miR-101、miR-133a等;2)靶基因参与调控的生物学过程包括:发育过程、解剖结构发育、蛋白质结合、酶结合等;3)KEGG Pathway结果显示,在210条被注释的信号通路中与运动代谢相关的有:调节肌动蛋白细胞骨架,钙信号通路、心肌收缩等。本研究结果可为探究蒙古马强耐力的基本分子机理提供理论基础,同时也为了解蒙古马运动学特性提供新思路。     

意大利蜜蜂幼虫肠道在球囊菌侵染前期的 差异表达microRNA及其调控网络

【目的】 微小RNA（microRNA,miRNA）是一类重要的基因表达调控因子,可影响宿主与病原间的互作过程。蜜蜂球囊菌（Ascosphaera apis）是一种特异性侵染蜜蜂幼虫的致死性真菌病原。本研究旨在对意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica,简称意蜂）幼虫肠道在球囊菌胁迫前期的差异表达miRNA（differentially expressed miRNA,DEmiRNA）及其靶基因进行深入分析,在miRNA组学水平探究意蜂幼虫在球囊菌侵染前期的胁迫应答,并通过构建显著DEmiRNA的调控网络筛选出与宿主应答相关的关键miRNA。【方法】 利用small RNA-seq（sRNA-seq）技术对正常及球囊菌侵染的意蜂4日龄幼虫肠道（AmCK和AmT）进行高通量测序,首先对原始数据进行质控和评估,随后将过滤后的数据与西方蜜蜂（Apis mellifera）参考基因组进行比对;将比对上的序列标签（tags）注释到miRBase数据库,得出已知miRNA的表达量;通过TPM（tags per million）算法对各样本中miRNA的表达量进行归一化处理,以|log₂ fold change|≥1且P≤0.05作为标准筛选得到显著DEmiRNA;利用TargetFinder 软件预测显著DEmiRNA的靶基因,并对其进行GO和KEGG代谢通路（pathway）富集分析。利用Cytoscape软件对miRNA-mRNA调控网络进行可视化。最后,利用茎环反转录PCR（Stem-loop RT-PCR）和荧光定量PCR（qPCR）验证测序数据的可靠性。【结果】 AmCK和AmT样品的测序分别得到13 553 302和10 777 534条原始读段（raw reads）,经严格过滤后得到的有效读段（clean reads）数分别为13 186 921和10 480 913条。各样品的生物学重复间的Pearson相关性系数分别在0.9822和0.9508以上。共有10个显著DEmiRNA,包括4个上调miRNA和6个下调miRNA。显著DEmiRNA在AmT的整体表达水平低于AmCK。10个显著DEmiRNA可靶向结合3 788个靶基因,其中上调miRNA的1 240个靶基因可注释到GO数据库中的39个GO条目,主要富集在结合、细胞进程、代谢进程和应激反应等;下调miRNA的749个靶基因可注释到34个GO条目,主要富集在细胞进程、结合、代谢进程和应激反应等。KEGG数据库注释结果显示,上调miRNA和下调miRNA的靶基因分别注释到95和66条代谢通路,富集基因数最多的分别是Wnt信号通路、Hippo信号通路、光传导以及内吞作用、磷脂酰肌醇信号系统、嘌呤代谢。对于上调和下调miRNA,分别有31和52个靶基因注释到内吞作用,15和7个靶基因注释到泛素介导的蛋白水解,11和5个靶基因注释到Jak-STAT信号通路,1和3个靶基因注释到MAPK信号通路。显著DEmiRNA与靶mRNA之间形成复杂的调控网络,7个显著DEmiRNA靶向结合96个与Wnt信号通路相关的mRNA,8个显著DEmiRNA靶向结合55个与内吞作用相关的mRNA。Stem-loop RT-PCR和qPCR结果验证了测序数据的可靠性。【结论】 对意蜂幼虫肠道在球囊菌侵染前期的DEmiRNA及其靶基因进行预测和分析,并构建和分析了DEmiRNA-mRNA调控网络,研究结果提供了宿主miRNA的表达谱和差异表达信息,揭示了DEmiRNA通过调控细胞生命活动、新陈代谢以及部分细胞和体液免疫等生物学过程参与宿主的胁迫应答。miR-4331-y、miR-4968-y、miR-8440-y、novel-m0023-5p和novel-m0025-3p共同参与了宿主的Wnt信号通路和内吞作用的调控,可作为白垩病治疗的潜在分子靶标。     

杜鹃花叶片转录组测序数据组装及功能注释

采用2代 Illumina Hi-Seq 测序技术对2年生杜鹃花白凤4号(Rhododendron pulchurum cv. BaiFeng 4)扦插苗叶片的转录组进行测序,获得了213 723 424条 Clean reads数据,经过质控和De novo。组装共获得平均长度为930 nt的53 568个Unigenes。与Nr、Swiss-Prot、KOG、KEGG四大数据库进行BLAST信息比对(E-value≤10^-5),共获得28 877个注释基因。与Nr数据库序列同源性比较发现,杜鹃花与葡萄(Vitis vinifera)具有较高的同源性,而与其他物种的同源性较低。杜鹃花转录组的Unigenes在KOG数据库比对上30 508个注释,分为25类。在GO数据库比对上17 218个Unigenes,其中与抗逆有关的Unigenes有11 928个。在KEGG数据库的132条代谢通路中富集了6 475个杜鹃花Unigenes,其中注释到植物激素生物合成代谢途径和信号转导途径的有384个。同时,有1 062个Unigenes被注释为转录因子,有8 738条SSR标记被挖掘。