利用比較轉(zhuǎn)錄組揭示豬的T細(xì)胞在胸腺發(fā)育過程中的基因表達(dá)變化規(guī)律.pdf

1、為了減少豬只患病對畜牧業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失，培育出讓消費(fèi)者放心食用的肉類產(chǎn)品，畜牧工作者應(yīng)該致力于從遺傳本質(zhì)上提高豬對病原的抵抗能力。T淋巴細(xì)胞是機(jī)體免疫系統(tǒng)抵御并消滅病原體的重要組成成分，其在胸腺中的正常分化發(fā)育是機(jī)體免疫系統(tǒng)行使正常功能的前提條件。此前的大部分研究是基于單個(gè)基因或者單個(gè)重要通路，鮮少有研究從全基因組的角度來挖掘T淋巴細(xì)胞在胸腺中分化發(fā)育過程的差異基因表達(dá)變化規(guī)律。本研究利用流式細(xì)胞術(shù)分選豬腸系膜淋巴結(jié)(L)中CD4-CD

2、8-Double negative cell(DN)和CD4+Single positive cell(CD4SP)和CD8+Single positive cell(CD8SP)各1000個(gè)，微量擴(kuò)增后進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室同學(xué)前期所做的胸腺(T)組織中四類T細(xì)胞的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，從而得到T淋巴細(xì)胞在胸腺中進(jìn)行TCR(T cell receptor)重排，陽性、陰性選擇這一整個(gè)生物學(xué)過程中的基因表達(dá)變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)果如下:

3、
　　(1)通過單類細(xì)胞測序得到腸系膜淋巴結(jié)三類T細(xì)胞的數(shù)據(jù)，將腸系膜淋巴結(jié)CD4SP(L)與胸腺CD4SP(T)細(xì)胞相比，顯著上調(diào)表達(dá)的基因有965個(gè)，下調(diào)表達(dá)的基因有913個(gè);將腸系膜淋巴結(jié)CD8SP(L)細(xì)胞與胸腺CD8SP(T)細(xì)胞相比，顯著上調(diào)表達(dá)的基因有1303個(gè)，顯著下調(diào)表達(dá)的基因有1382個(gè);將腸系膜淋巴結(jié)DN(L)細(xì)胞與胸腺DN(T)細(xì)胞相比，顯著上調(diào)表達(dá)的基因有1316個(gè)，顯著下調(diào)表達(dá)的基因有1376個(gè);將腸系

4、膜淋巴結(jié)CD4SP(L)細(xì)胞與CD8SP(L)細(xì)胞相比，顯著上調(diào)表達(dá)的基因有46，顯著下調(diào)表達(dá)的基因有137個(gè)。
　　(2)比較DN(T)—DP(Doubel positive)(T)—CD4SP(L)這一發(fā)育過程中兩組差異基因之間的重疊關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)共有109個(gè)相同基因，其中共同上調(diào)了13個(gè)基因，分別是BCL7A、CCDC63、ELO VL3、CTNNA1、ETV5等基因。共同下調(diào)的基因個(gè)數(shù)為2，分別是RORA和GSAP。比較D

5、N(T)—DP(T)—CD4SP(T)—CD4SP(L)這一完整發(fā)育過程中的三組差異基因之間的重疊關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)共有18個(gè)相同基因，分別是CD8A、ACSS3、PTCRA、MNS1、HHIP等基因，無共同上調(diào)、下調(diào)基因。
　　(3)比較DN(T)—DP(T)—CD8SP(L)這一發(fā)育過程中兩組差異基因之間的重疊關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)共有120個(gè)相同基因，其中共同上調(diào)的基因個(gè)數(shù)為21，分別是GATA3、TNIP3、BCL7A、ELOVL3、

6、LPL等基因。共同下調(diào)的基因個(gè)數(shù)為8，分別是TC2N、RORA、CCL5、GZMK、CD55等基因。比較DN(T)—DP(T)—CD8SP(T)—CD8SP(L)這一完整發(fā)育過程中的三組差異基因之間的重疊關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)共有19個(gè)相同基因，分別是CD4、NOTCH3、RAG2、NEB、CLIC2等基因，無共同上調(diào)基因，共同下調(diào)基因?yàn)镚SAP。
　　(4)差異表達(dá)基因二維聚類分析將樣本成分聚成腸系膜淋巴結(jié)和胸腺組織兩大類。進(jìn)一步細(xì)分發(fā)

7、現(xiàn)腸系膜淋巴結(jié)組織中的CD4-CD8-、CD4+、CD8+細(xì)胞與胸腺組織中的對應(yīng)的同類細(xì)胞間也可以明顯分開，這表明細(xì)胞的表達(dá)水平發(fā)生了顯著變化。
　　(5)差異基因GO富集分析發(fā)現(xiàn)，兩種組織中CD4、CD8同類單陽細(xì)胞之間的差異基因主要富集在適應(yīng)性免疫反應(yīng)、T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)、自然殺傷細(xì)胞的活化、淋巴細(xì)胞活化等生物學(xué)過程。兩種組織中的雙陰細(xì)胞的差異基因主要與T細(xì)胞活化、淋巴細(xì)胞活化、適應(yīng)性免疫等過程相關(guān)，且腸系膜淋巴結(jié)組織中的C

8、D4與CD8單陽細(xì)胞的差異基因主要富集在淋巴細(xì)胞遷移、炎癥反應(yīng)調(diào)節(jié)、免疫應(yīng)答中涉及到的細(xì)胞因子產(chǎn)生等功能上。
　　(6)經(jīng)過時(shí)序差異表達(dá)分析我們發(fā)現(xiàn)在CD4單陽細(xì)胞這一條主線上共有1674個(gè)差異顯著基因;在CD8單陽細(xì)胞的這一條主線上，我們共發(fā)現(xiàn)了2623個(gè)差異顯著基因。對其進(jìn)行功能注釋后可知T細(xì)胞在發(fā)育過程中的差異基因主要與淋巴細(xì)胞分化、白細(xì)胞分化、T細(xì)胞分化等免疫過程相關(guān)。
　　在得到T細(xì)胞分化發(fā)育過程的差異表達(dá)基因后，