转录组分析揭示氨胁迫对鲤鱼肝胰腺内质网应激途径的影响

 

材料

普通鲤鱼（45.44±2.57g）取自中国哈尔滨市黑龙江水产研究院呼兰养鱼场。在实验条件下养殖20天，期间溶解氧、水温和pH值是：5.0±0.65mg/L,23±0.63◦C,7.50±0.81。

实验方法

一个对照组和一个治疗组（96小时氨水胁迫，0.85mg/LNH3），采样时间设置为0小时（对照组）、12小时、48小时和96小时（治疗组）。其他验证方法：RT-PCR验证转录
组数据一致性性；TUNEL分析和免疫荧光实验。

测序策略

IlluminaHiSeq；取0小时（对照组：L01、L02、L03），氨胁迫96小时（实验组：L04、L05、L06）作为转录组分析，每组3个重复，构建了6个测序文库。

研究背景

鲤鱼是全球养殖最广泛的鱼类。随着养殖密度的增加，鲤鱼养殖面临着严峻的环境压力。氨是一个重要的环境胁迫因素，对繁殖过程产生重大影响。对鱼类的毒性作用通常被认为是由NH3引起的，NH3是高度脂溶性的，由于氨在生物体内积累，它很容易通过细胞膜，疾病在鳃、肾和肝组织中，降低免疫力，阻碍生长，甚至死亡。然而，关于致病性和应激的分子机制的基本基因组信息尚不充分。

主要内容

用RNA-seq技术研究氨胁迫下鲤鱼肝胰腺的基因表达谱，共有3367个单基因被鉴定为与氨胁迫相关的差异表达基因（DEG）。1724DEG下调，1643DEG上调。KEGG分析将这些DEG的代谢
途径分为49个不同的terms。85个DEGs显著富集在内质网（ko04141）的蛋白质加工途径中。许多DEG在内质网应激（ERS）途径和ko04141通路中的未折叠蛋白反应（UPR）信号通路中显著富集。ERS和UPR通路参与了肝胰腺细胞对氨应激的反应。RT-PCR和转录组学结果表明，PERK-eIF2α和IRE1-xbp1通路参与了氨胁迫诱导的肝胰腺细胞对ERS的反应。TUNEL分析结果证实，氨胁迫诱导肝胰腺细胞凋亡。此外，在氨胁迫下，ERS通过PERK-eIF2α-CHOP和IRE1-XBP1-CHOP信号通路诱导肝胰腺细胞凋亡。该文为鲤鱼的应激反应提供了新的思路，是首次对氨胁迫下鲤鱼肝胰腺转录组进行了研究。