猪CPB2基因可变剪接体的克隆及生物信息学研究

本研究旨在克隆猪CPB2基因的不同可变剪接体,预测对应蛋白的功能特性以及研究不同转录本表达特性。以健康状态和体重相同的3头12月龄巴马小型猪为试验动物,通过RT-PCR技术及基因平末端克隆技术扩增猪CPB2基因的CDS区及部分非编码区,利用生物信息学工具预测CPB2编码蛋白的基本生物学特征,利用RT-PCR技术检测CPB2基因在肝、心、肾、皮下脂肪、肠系膜脂肪、股二头肌和背最长肌中的表达特征。以实验室制备的代谢性疾病易感猪为试验动物,利用qRT-PCR技术检测CPB2基因在富营养饮食效应下肝中的表达特征。结果表明,本研究成功克隆出猪CPB2基因的3种可变剪接体(CPB2-1、CPB2-2和CPB2-3),其中CPB2-1与NCBI序列XM_001929146.4相同,CPB2-2和CPB2-3为新发现转录本。与CPB2-1相比,CPB2-2和CPB2-3发生了5'端可变剪接(alternative5'splicesite,A5SS)事件;CPB2-1编码423个氨基酸的酸性不稳定性蛋白,CPB2-2和CPB2-3编码同种281个氨基酸的碱性不稳定性蛋白;与CPB2-1相比,CPB2-2和CPB2-3缺少信号肽和激活肽,但具有相同羧肽酶活性结构域;CPB2基因3种转录本仅在肝和肾中表达,其他组织无表达;在富营养饮食诱导的代谢性疾病易感猪的肝中,CPB2-1(P<0.01)和CPB2-2(P<0.01)显著降低,CPB2-3未显著降低(P=0.14)。综上,本研究成功在肝中克隆了猪CPB2的3种可变剪接体,推测CPB2-1是行使纤溶与凝血等生理功能的正常转录本;新发现转录本CPB2-2和CPB2-3被留在肝和肾中可能具有羧肽酶活性和重要生理学功能;CPB2基因可能与代谢相关的慢性肝病存在一定联系。

富营养饮食重塑代谢性疾病易感猪关键组织mRNA剪接模式研究

旨在探讨富营养饮食对代谢性疾病易感猪关键组织可变剪接(alternative splicing,AS)和剪接因子(splicing factors,SFs)的影响。本研究以健康状态、月龄和体重相同的12头代谢性疾病易感公猪为材料,随机将其分为两组,其中8头猪饲喂高脂高能量饲料2个月作为富营养饮食组(TG-HFHSD),4头猪饲喂正常饲料2个月作为对照饮食组(TG-CD)。对TG-HFHSD和TG-CD的脂肪、肝、肌肉和下丘脑组织进行RNA-seq测序,利用rMATS软件鉴定组间差异AS,对差异剪接基因(differential splicing genes,DSGs)进行GO和KEGG富集分析,并利用DESeq2软件和皮尔逊相关性系数分析肝组织中的SFs。结果显示,脂肪、肝、肌肉和下丘脑中分别鉴定到48279、39536、47888和52210个AS事件,均以SE类型为主,占比在77.09%~78.29%之间。脂肪、肝、肌肉和下丘脑中的DSGs数分别为528、1070、570和600个,其中肝增加的DSGs部分主要是RI和MXE两种类型,分别为177和471个,而其它组织仅为12~28个和99~110个。GO和KEGG富集显示,肝DSGs除富集到细胞结构相关的过程外,还显著富集到可变剪接及mRNA代谢、脂质代谢、DNA损伤及修复、补体与凝血级联等过程。肝中筛选到56个差异表达的SFs,其中CLK1、PGC-1ɑ、USP4等与糖脂代谢和代谢性疾病密切相关。本研究表明,富营养饮食显著增加了肝DSGs,通过剪接调控、糖脂代谢以及DNA损伤来影响肝代谢性疾病的发生,将为肝代谢性疾病早期发生机制研究提供参考。