电针对快速衰老小鼠肝脏自噬及脂质代谢的影响

目的: 研究电针对快衰老小鼠(SAMP8)肝脏中自噬相关因子LC3-Ⅱ、Beclin1、Atg7、P62表达的影响,探讨电针改善衰老小鼠肝脏脂质代谢的机制。方法: 30周龄雄性SAMP8小鼠随机分为模型组、药物组、电针组,每组7只,以同周龄抗快速老化SAMR1小鼠7只作为对照组。对照组和模型组动物常规饲养4周,不进行任何干预;药物组采用雷帕霉素按(10 mg·kg^-1·d^-1)腹腔注射干预(1次/日,连续每周6 d);电针组予双侧“肾俞”“太冲”穴电针治疗(15 min/次,1次/日,连续每周6 d)。检测小鼠的血清脂质代谢情况、肝脏脂质沉积情况、肝脏自噬体的分布、肝脏LC3-Ⅱ、Beclin1、Atg7、P62蛋白表达与mRNA表达的变化。结果: 与对照组比较,模型组小鼠血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)显著升高(P＜0.01);模型组肝脏脂滴沉积明显,自噬体减少,自噬相关因子LC3-Ⅱ、Beclin1、Atg7蛋白及mRNA表达水平明显下降(P＜0.01),P62蛋白及mRNA表达水平明显增高(P＜0.01)。与模型组相比,电针组与药物组小鼠血清TG、TC、LDL含量明显降低(P＜0.01);肝脏脂滴沉积减轻,自噬体增多,LC3-Ⅱ、Beclin1、Atg7的蛋白及mRNA表达水平均显著升高(P＜0.01),P62蛋白及mRNA表达水平显著下降(P＜0.01)。电针组肝脏Beclin1、Atg7蛋白及mRNA表达水平均与药物组无明显差异(P＞0.05)。结论: 电针能够减轻肝脏脂质代谢紊乱,可能与调节肝脏自噬相关因子LC3-Ⅱ、Beclin1、Atg7、P62的表达变化,从而促进SAMP8小鼠肝脏自噬有关。     

禽致病性大肠杆菌pagP基因缺失株相关毒力基因的RNA-Seq分析

本研究为筛选禽致病性大肠杆菌pagP基因缺失后表达量变化的相关毒力基因,对禽致病性大肠杆菌AE17及pagP基因缺失株进行RNA-Seq测序,从中筛选出与毒力相关的差异基因并对其表达量的变化进行GO和KEGG分析。以|Fold-change|≥2且FDR≤0.05为条件从测序结果中筛选得到372个差异表达基因,其中339个基因表达上调,33个基因表达下调。GO功能分类结果显示差异基因主要集中在物质跨膜运输、转Class录调控以及生物膜的形成等功能注释;KEGG数据库显示,差异表达基因主要富集在鞭毛装配、双组分系统、脂多糖的生物合成以及ABC转运蛋白等通路。pagP基因缺失会引起相关毒力基因表达量的变化,根据RNA-Seq测序结果筛选出7个对APEC具有重要作用的毒力基因,为深入研究APEC的致病机理提供依据。     

多发性骨髓瘤预后相关自噬基因筛选及建模

为探讨自噬相关基因(ARGs)在MM发生发展中的作用机制并建立相关的预后模型。基于MMRF与HADb数据库,通过R语言确定多发性骨髓瘤中自噬相关基因的差异表达,GO和KEGG分析自噬相关基因与多发性骨髓瘤发生发展的关系,使用COX回归算法建立多基因预后模型,Kaplan-Meier方法绘制生存曲线,ROC曲线评价预后模型的可靠性。最终从764例多发性骨髓瘤患者骨髓样本及4例正常骨髓样本中共发现104个基因的表达在多发性骨髓瘤样本中具有显著差异,其中上调基因46个,下调基因58个。GO富集主要集中在巨自噬、自噬调节、细胞对外部刺激的反应等本体学注释。KEGG富集主要集中在自噬、细胞凋亡、NOD样受体信号通路、PI3K-Akt信号通路。单因素COX分析发现33个自噬相关基因与多发性骨髓瘤患者整体生存明显相关。多因素COX回归筛选出13个预后相关自噬相关基因(NKX2-3、NCKAP1、BIRC5、PEX3、HGS、RUBCN、PARP1、ARSA、DNAJB9、HSP90AB1、EEF2、FKBP1B和CD46)建立多发性骨髓瘤自噬相关基因预后模型。Kaplan-Meier生存曲线分析显示...     

急性氨氮胁迫下大口黑鲈的肝脏转录组特征分析

为研究大口黑鲈(Micropterus salmoides)受到氨氮胁迫时基因表达的变化规律,文章采用Illumina平台的HiSeq测序策略分析了氨氮胁迫12h和24h后大口黑鲈肝脏的基因表达谱。氨氮胁迫后在大口黑鲈肝脏共获得111.66 Gb的有效数据,组装获得133486个单基因簇(Unigenes), N50为1000 bp。通过比较转录组分析在2个时间点共获得2072个差异表达基因,其中氨氮胁迫12h获得1516个差异表达基因, 907个上调, 609个下调;氨氮胁迫24h获得556个差异表达基因,其中330个上调, 226个下调。GO功能注释分析结果表明,在氨氮胁迫12h差异基因富集数目明显多于24h,但在“氧化还原酶活性”条目中富集的差异基因数目则是氨氮胁迫24h多于12h。此外, KEGG功能富集分析发现,氨氮胁迫对大口黑鲈肝脏氧化应激、细胞自噬和凋亡相关等途径产生影响。选取10个差异表达基因进行qPCR验证,其表达水平与转录组差异基因分析结果一致,证明了测序结果的可靠性。其中,与氧化应激相关基因缺氧诱导因子1α (HIF1α)、生长停滞DNA损伤可诱导蛋白β (Gad...     

肝细胞癌患者自噬相关基因的预后作用

构建由自噬相关基因组成的预后模型,预测肝细胞癌(HCC)患者的生存预后情况,为其个性化诊疗和临床研究提供依据。利用TCGA数据库中HCC的测序信息与人类自噬数据库联合,筛选差异表达的自噬相关基因,对其进行GO富集与KEGG通路分析;通过单因素与多因素Cox分析筛选与患者生存预后明显相关的风险基因,构建预后风险评分模型;根据模型计算患者风险值并验证模型,利用GEPIA2.0网页工具与HPA数据库对风险基因在HCC中的表达情况以及与生存预后的关系进行验证。结果发现,HCC肿瘤组织相较正常组织共筛选到61个差异表达的自噬相关基因(表达上调57个,下调4个),GO富集与KEGG通路分析显示均与自噬有关;单因素Cox分析共筛选到12个与患者生存预后相关的基因,多因素Cox分析后共有4个基因被纳入预后风险评分模型,分别是SQSTM1、HDAC1、RHEB和ATIC,计算公式为:风险值(risk score)=SQSTM1表达量×0.185+HDAC1表达量×0.382+RHEB表达量×0.423+ATIC表达量×0.438;K-M生存曲线显示高风险组生存率低于低风险组,风险曲线提示4个基因与不良预后密切相关,ROC曲线证明模型具有预测意义;GEPIA2.0网页工具以及HPA数据库表明高表达4个基因均导致患者生存率降低。所构建预后风险评分模型可有效预测HCC患者生存预后情况,并提供个性化诊疗策略。     

不同浓度桦木酸对人胃癌MGC-803细胞自噬的影响

目的: 本研究利用不同浓度桦木酸处理人胃癌MGC-803细胞,以探究其对细胞自噬的影响。方法: 将人胃癌MGC-803细胞分为4组,每组3个复孔,对照组不加桦木酸处理,其余三组分别加入终浓度为10、20、30 mg/L桦木酸。桦木酸处理细胞48 h后,qRT-PCR检测桦木酸对人胃癌MGC-803细胞自噬相关基因mRNA表达的影响。Western blot检测药物处理细胞自噬相关基因的蛋白表达。利用免疫荧光检测药物处理后MGC-803细胞内LC3蛋白的胞内定位及表达。结果: 与对照组相比,在10～30 mg/L浓度范围内,桦木酸处理的人胃癌MGC-803细胞LC3、Beclin-1 mRNA的表达明显升高(P＜0.05),Beclin-1、LC3-Ⅱ蛋白的表达显著升高(P＜0.05),LC3-Ⅰ蛋白的表达明显降低(P＜0.05),其中30 mg/L处理组表现最佳。此外,桦木酸还可诱导MGC-803细胞LC3蛋白在细胞质内形成点状聚集。结论: 在10～30 mg/L浓度范围内,桦木酸能诱导人胃癌MGC-803细胞发生自噬。     

细胞自噬在大鼠肺缺血/再灌注引发肝脏损伤中的作用*

目的: 探讨肺缺血/再灌注(LI/R)时肝脏损伤的影响,并初步探索细胞自噬(Autophagy)在其中发挥的作用。方法: 构建大鼠缺血/再灌注肺损伤(LI/RI)模型,模型制备方法为大鼠麻醉后切开气管进行机械通气,使用动脉夹将肺门夹闭模拟缺血过程,30 min后松开动脉夹,恢复灌注3 h。24只大鼠随机分为伪手术组(Sham组)、缺血/再灌注组(I/R组)、溶剂组(DMSO组)和自噬抑制剂组(3-MA组),每组均6只,后2组大鼠术前分别腹腔注射DMSO和3-MA,造模结束后使用肺湿/干重比判断造模是否成功;抽取静脉血测定肝脏转氨酶指标ALT与AST;取肝脏组织,光镜下观察肝脏形态改变,以及电镜下观察肝细胞超微结构;使用RT-qPCR和Western blot实验分别检测肝脏组织细胞中自噬相关蛋白的基因mRNA表达水平和蛋白表达水平。结果: 与Sham组相比,其余各组肺湿/干重比均升高;血AST和ALT均有大幅升高且肝脏组织损伤明显,其中以I/R组升高最为明显,光镜下组织形态学及电镜下细胞微细结构均有不同程度的破坏;肝脏中自噬相关蛋白的基因表达水平与蛋白表达水平均有明显不同,表现为自噬上升 (P＜0.01或P＜0.05)。I/R组和DMSO组肝脏组织均有较重损伤,肝细胞结构破坏严重,自噬小体形成,而AST、ALT、自噬相关蛋白转录和表达水平等各项指标均无统计学差异(P＞0.05)。而相较于DMSO组,3-MA组肝脏组织损伤有所减轻,肝细胞微细结构损伤程度低,且无自噬小体形成,血中AST和ALT下降,肝脏组织内自噬水平均下降 (P＜0.05)。结论: 肺缺血/再灌注可引起大鼠肝损伤;细胞自噬可介导大鼠肺缺血/再灌注引起的肝损伤,抑制细胞自噬可以有效减轻大鼠LI/R引起的肝损伤。     

金针菇单、双核菌丝差异表达基因分析

对金针菇Flammulina velutipes单核菌丝W23的菌丝体以及与L11质配后的双核菌丝H1123菌丝体进行了转录组测序,以本实验室已获得的W23基因组为参考基因组研究两样本间差异基因,并对这些差异基因进行了GO功能和Pathway显著性富集分析。差异基因分析显示,两个样本中共有显著性差异表达的基因3 504个,其中在双核菌丝中上调、下调的基因数分别为2 151和1 353个。研究发现差异表达基因含有很多的转录因子基因、蛋白激酶以及WD40 repeat-like蛋白。Gene Ontology（GO）功能分析结果表明,extracellular region和membrane-enclosed lumen条目下的差异基因全部为上调表达,而envelope下的差异基因全部为下调表达,以利于双核菌丝分裂时锁状联合的形成而便于核的迁移。Pathway 功能富集分析结果表明,脂肪酸、氨基酸以及大部分糖类合成相关基因具有比较活跃的上调表达。说明双核菌丝主要进行营养物质的富集,为下一步在合适条件下分化成原基,进入生殖生长阶段储备物质基础。     

宁乡猪皮下脂肪与肌内脂肪组织转录组差异分析

为了比较分析宁乡猪皮下脂肪(subcutaneous fat,SAF)和肌内脂肪(intramuscular fat,IMF)组织脂肪沉积的分子机制,本文利用RNA-seq技术鉴定和分析宁乡猪SAF和IMF组织中差异基因表达谱。选取6头250日龄健康状况良好、种内个体体重相近(约85 kg)的雄性宁乡猪为实验材料,采集SAF与IMF组织样品。通过对两个脂肪组织转录组测序并进行GO(Gene Ontology)功能注释及KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)信号通路富集分析,得到与脂肪沉积和脂质代谢相关的差异基因。为验证测序数据结果的可靠性,本研究随机选取6个差异基因进行qRT-PCR验证。结果表明,宁乡猪SAF和IMF组织中有2406个基因差异表达,其中1422个基因表达上调,984个基因表达下调。通过GO功能注释分析发现,差异表达基因主要通过参与类固醇生物合成、不饱和脂肪酸的生物合成、甘油磷脂代谢及自噬途径等与脂质代谢相关途径,调控宁乡猪SAF和IMF的沉积。KEGG通路富集结果显示,差异基因主要富集在脂质结合、脂肪酸代谢过程、甘油...     

MDCK细胞和MDCK-G1细胞感染H1N1流感病毒后病毒滴度和细胞转录组表达差异分析

目的通过分析细胞表达基因及其相关信号通路的差异等信息,探索MDCK和MDCK-G1细胞株在接种H1N1流感病毒后出现病毒滴度和细胞生长趋势差异的内在生物学特性等原因。方法通过Illumina测序平台对2株细胞进行转录组测序(RNA sequencing, RNA-seq)和测序结果生物信息学分析后,选择了17个差异基因进行实时定量聚合酶链反应(quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)验证。结果 MDCK和MDCK-G1细胞差异基因(differentially expressed genes, DEGs)|log_2(FoldChange)|0和padj≤0.05总数为2 786个。相比于MDCK细胞,MDCK-G1细胞有967个基因的表达显著上升,1 819个基因的表达显著下降。差异基因通过基因本体(Gene Ontology, GO)数据库富集功能注释和京都基因和基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)进行通路分析发现,2株细胞在免疫调控和细胞生长周期调控上均存在差异,qRT-PCR验证的17个基因中有16个基因的表达趋势与转录组测序结果一致。结论 2株细胞的转录谱存在显著差异。     

麦洼牦牛不同生长阶段肝脏差异表达基因分析

为探讨牦牛肝脏生长过程中基因的表达特征,采用Illumina高通量测序平台(HiSeqTM2500)对1日龄组(LD)、15月龄组(LM)和5岁龄组(LY)的健康麦洼牦牛肝脏进行转录组测序,并以qRT-PCR验证差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)的表达量.结果 显示,...     

Screening and identification of autophagy-related biomarkers for oral squamous cell carcinoma (OSCC) via integrated bioinformatics analysis

Increasing evidences have showed that autophagy played a significant role in oral squamous cell carcinoma (OSCC). Purpose of our study was to explore the prognostic value of autophagy-related genes (ATGs) and screen autophagy-related biomarkers for OSCC. RNA-seq and clinical data were downloaded from The Cancer Genome Atlas (TCGA) database following extracting ATG expression profiles. Then, differentially expressed analysis was performed in R software and a risk score model according to ATGs was established. Moreover, comprehensive bioinformatics analyses were used to screen autophagy-related biomarkers which were later verified in OSCC tissues and cell lines. A total of 232 ATGs were extracted, and 37 genes were differentially expressed in OSCC. Gene Ontology (GO) and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) analysis demonstrated that these genes were mainly located in autophagosome membrane and associated with autophagy. Furthermore, the risk score on basis of ATGs was identified as potential independent prognostic biomarker. Moreover, ATG12 and BID were identified as potential autophagy-related biomarkers of OSCC. This study successfully constructed a risk model, and the risk score could predict the prognosis of OSCC patients accurately. Moreover, ATG12 and BID were identified as two potential independent prognostic autophagy-related biomarkers and might provide new OSCC therapeutic targets.     

金针菇成熟期和伸长期菌盖的转录组与蛋白组比较分析

菌盖是大型真菌的重要组成部分,也是其产生有性孢子的部位,但是其发育机制仍不明确。本研究以金针菇Flammulina filiformis为材料,采用转录组和蛋白组联合分析的方法,比较分析了金针菇成熟期和伸长期菌盖的差异基因与蛋白,并对其进行GO (gene ontology)功能聚类分析、KEGG (Kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集分析和蛋白互作网络分析。本研究筛选到差异表达基因有1 391个,差异表达蛋白147个,均以上调表达为主。GO功能聚类分析结果表明,催化活性(catalytic activity)条目富集基因最多,其次是细胞组分(cell part)、细胞过程(cellular process)和细胞器(organelle)。KEGG富集分析结果表明,差异表达基因和蛋白主要富集在碳水化合物代谢通路(carbohydrate metabolism)和氨基酸代谢通路(amino acid metabolism)等。本研究选取了9个关键的差异表达基因,使用实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR,RT-qPCR)对其表达量进行了验证。RT-qPCR验证结果与转录组测序结果相一致。蛋白互作网络分析表明,水解酶类、结构域类和转录调节类蛋白为互作网络的主要结点。本研究联合转录组、蛋白组测序数据,通过分析差异基因与蛋白,为深入了解金针菇菌盖发育机制提供数据参考。     

金针菇菌柄发育的转录组与蛋白组分析

菌柄是金针菇等食用菌的主要商品部位,但其生长机制仍不明确。本研究对金针菇伸长期和成熟期菌柄进行了转录组联合蛋白组分析,结果显示,两样本显著性差异表达基因和蛋白分别为721个和61个,均以上调表达为主。GO（gene ontology）功能聚类分析表明：有72.41%的差异表达基因富集在催化活性（catalytic activity）条目下。细胞组分（cell part）和绑定结合（binding）条目同时富集了较多的差异表达基因和蛋白。KEGG通路富集分析显示：碳水化合物代谢通路（carbohydrate metabolism）和氨基酸代谢通路（amino acid metabolism）富集的差异表达基因较多。差异表达蛋白富集较多的通路是单环菌素生物合成（monobactam biosynthesis,ko00261）、链霉素生物合成（streptomycin biosynthesis,ko00521）和有机含硒化合物代谢（selenocompound metabolism,ko00450）等。内质网蛋白质加工（protein processing in endoplasmic reticulum,ko04141）和MAPK信号通路（MAPK signaling pathway-yeast,ko04011）在转录组和蛋白组的KEGG富集分析中均为差异通路。本研究联合转录组和蛋白组数据筛选了40个金针菇菌柄发育中差异表达基因,为深入研究揭示食用菌菌柄发育过程提供候选基因。     

Ulk1/FUNDC1 Prevents Nerve Cells from Hypoxia-Induced Apoptosis by Promoting Cell Autophagy

Cell autophagy and cell apoptosis are both observed in the process of hypoxia-induced ischemic cerebral infarction (ICI). Unc-51 like autophagy activating kinase 1 (Ulk1) and FUN14 Domain-containing Protein 1 (FUNDC1) are both involved in the regulation of cell autophagy. This study aimed to investigate the regulatory effects of Ulk1 and FUNDC1 on hypoxia-induced nerve cell autophagy and apoptosis. Cell viability was measured using cell counting kit-8 (CCK-8) assay. Cell apoptosis was detected using Annexin V-PE/7-ADD staining assay. qRT-PCR was used to quantify the mRNA levels of Ulk1 and FUNDC1 in PC-12 cells. Cell transfection was performed to up-regulate the expression of Ulk1. 3-Methyladenine (3-MA) was used as autophagy inhibitor and rapamycin was used as autophagy activator in our experiments. SP600125 was used as c-Jun N-terminal kinase (JNK) inhibitor. Western blotting was performed to analyze the expression levels of key factors that are related to cell autophagy, apoptosis and JNK pathway. We found that hypoxia simultaneously induced apoptosis and autophagy of PC-12 cells. The activation of Ulk1 and FUNDC1 were also found in PC-12 cells after hypoxia induction. Overexpression of Ulk1 promoted the activation of FUNDC1 and prevented PC-12 cells from hypoxia-induced apoptosis. Suppression of Ulk1 had opposite effects. Furthermore, we also found that JNK pathway participated in the effects of Ulk1 overexpression on PC-12 cell apoptosis reduction. To conclude, Ulk1/FUNDC1 played critical regulatory roles in hypoxia-induced nerve cell autophagy and apoptosis. Overexpression of Ulk1 prevented nerve cells from hypoxia-induced apoptosis by promoting cell autophagy.     

Promoting basal levels of autophagy in the nervous system enhances longevity and oxidant resistance in adult Drosophila

Autophagy is involved with the turnover of intracellular components and the management of stress responses. Genetic studies in mice have shown that suppression of neuronal autophagy can lead to the accumulation of protein aggregates and neurodegeneration. However, no study has shown that increasing autophagic gene expression can be beneficial to an aging nervous system. Here we demonstrate that expression of several autophagy genes is reduced in Drosophila neural tissues as a normal part of aging. The age-dependent suppression of autophagy occurs concomitantly with the accumulation of insoluble ubiquitinated proteins (IUP), a marker of neuronal aging and degeneration. Mutations in the Atg8a gene (autophagy-related 8a) result in reduced lifespan, IUP accumulation and increased sensitivity to oxidative stress. In contrast, enhanced Atg8a expression in older fly brains extends the average adult lifespan by 56% and promotes resistance to oxidative stress and the accumulation of ubiquitinated and oxidized proteins. These data indicate that genetic or age-dependent suppression of autophagy is closely associated with the buildup of cellular damage in neurons and a reduced lifespan, while maintaining the expression of a rate-limiting autophagy gene prevents the age-dependent accumulation of damage in neurons and promotes longevity.