菲牛蛭在幼年、青年和成年不同生长阶段差异表达基因比较研究

Comparative Study of Differentially Expressed Genes of Poecilobdella manillensis in Different Growth Stages of Larval,Young and Adult

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摘要医用水蛭被广泛用于生化和临床医学研究,但关于菲牛蛭(Poecilobdella manillensis)不同生长阶段的差异表达基因研究却鲜有报道.本研究通过转录组分析比较了水蛭在幼年期(larval,L)、青年期(young,Y)和成年期(adult,A)不同生长阶段的基因表达模式.使用三个时期的样本构建了 24个cDNA文库,测序得到了 54 639 118条序列,组装了 18 106个mRNA转录本并注释出958个新的mRNA转录本.从这些转录本中共鉴定3 356个差异表达基因,包括LvsY的1 700个、YvsA的320个和LvsA的2 799个差异表达基因,其中有47个共有的差异表达基因.对差异表达基因进行时间序列分析得到9个表达簇,其中5个有整体上调趋势,4个有整体下调趋势.进一步的GO和KEGG富集分析结果显示,幼年期和成年期差异上调基因富集在纤毛、肌纤维、收缩纤维等GO通路中,KEGG通路中富集于细胞骨架蛋白、扩张型心肌病、心肌细胞的肾上腺素信号传导等通路.研究还发现菲牛蛭的细胞脂质代谢,以及对营养物质和刺激的敏感性随着生长发育逐渐降低,这些变化解释了菲牛蛭处于幼年时期需要大量的能量用于肌肉组织和器官发育,而当菲牛蛭成熟后降低了能量代谢和对外界刺激的敏感性,为菲牛蛭对环境的适应提供了帮助,提高了生存概率.菲牛蛭素(HIRM2)在成年阶段的表达量明显上调,这为成年菲牛蛭(而非青年期菲牛蛭)广泛用于临床治疗和中医药提供了重要线索.