加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析(WGCNA)篩選豬卵母細(xì)胞脂肪沉積相關(guān)基因.pdf

1、脂滴作為細(xì)胞內(nèi)儲存能量的細(xì)胞器，能夠調(diào)節(jié)脂肪酸的貯存和利用，進而調(diào)節(jié)能量平衡。并且具有信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、免疫等功能。在卵母細(xì)胞成熟、受精以及早期胚胎發(fā)育的過程中，脂滴是卵母細(xì)胞內(nèi)內(nèi)源性脂質(zhì)的來源，為卵母細(xì)胞提供能量。但是卵母細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的異常沉積提高卵母細(xì)胞凍存的敏感性，阻礙卵母細(xì)胞凍存。
　　本研究主要根據(jù)豬卵母細(xì)胞相比于其他哺乳動物卵母細(xì)胞高脂滴含量的生理特點，將其作為研究卵母細(xì)胞脂質(zhì)沉積的模型，利用基因芯片數(shù)據(jù)對豬卵母細(xì)胞與顆粒細(xì)胞復(fù)

2、合物轉(zhuǎn)錄組進行分析，探尋豬卵母細(xì)胞脂質(zhì)沉積的分子機理。得到主要結(jié)果如下:
　　1.利用對豬卵母細(xì)胞的蘇丹Ⅲ染色和油紅O染色以及豬脂肪組織的HE染色，進一步驗證了豬卵母細(xì)胞內(nèi)脂滴含量豐富的生理學(xué)特點。
　　2.為了探究豬卵母細(xì)胞脂質(zhì)沉積的相關(guān)分子機制，我們首先對豬8個組織(卵母細(xì)胞卵丘細(xì)胞復(fù)合體(COCs)、脂肪、肌肉、肝臟、肺、腎臟、血液、睪丸）進行了非監(jiān)督層次聚類分析，通過聚類分析發(fā)現(xiàn)卵母細(xì)胞卵丘細(xì)胞復(fù)合體(COCs)與脂

3、肪組織屬于同一個分支下而與其他組織分開。同為生殖相關(guān)的睪丸與卵母細(xì)胞卵丘細(xì)胞復(fù)合體聚類距離較遠(yuǎn)。說明豬卵母細(xì)胞卵丘細(xì)胞復(fù)合體與脂肪組織在表達(dá)模式上與其他組織相比更為相似?？赡茉谥|(zhì)沉積方面存在相似之處。
　　3.為進一步探究卵母細(xì)胞與脂肪組織的相似之處，我們利用WGCNA的分析方法，對豬不同部位的8個組織進行加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析，探尋不同組織特異表達(dá)模塊以及脂滴沉積相關(guān)模塊。最終分別在卵母細(xì)胞、脂肪、睪丸、肺、血液、肌肉中找到了

4、組織特異的模塊。并且組織特異模塊相關(guān)系數(shù)普遍達(dá)到了0.8以上，個別模塊相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.95以上，說明組織特異性模塊在該組織中相對特異性表達(dá)。通過對特異模塊進行功能富集分析，我們發(fā)現(xiàn)不同的組織相關(guān)模塊，在功能富集分析上與該組織生物學(xué)功能密切相關(guān)。進一步證明了該方法具有較高的可靠性。
　　4.最終找到一個與脂滴沉積表型高度相關(guān)的包含34個基因的模塊(r=0.9)。對該模塊的功能富集分析發(fā)現(xiàn)其主要富集在脂肪代謝過程、磷脂代謝等方面，與

5、脂滴形成過程相關(guān)。在這34個皋因中包含5個基因卵母細(xì)胞與脂肪組織特異性表達(dá)。
　　5.為進一步縮小篩選基因范圍，我們對脂滴相關(guān)模塊進一步分析，找到10個與模塊內(nèi)其他基因相比具有較高連接度的樞紐基因。在這10個樞紐基因中有4個基因卵母細(xì)胞與脂肪組織共同高表達(dá)，并且比其他6個組織顯著高表達(dá)，8個樞紐基因是已經(jīng)報道的與脂肪代謝、脂滴形成、肥胖相關(guān)。其中包含脂肪酸合成酶(Fatty acid synthase(FASN))、組織蛋白酶K(

6、cathepsinK(CTSK))、白介素6(IL6)、圍脂滴蛋白(PLIN1，又稱Perilipin)、ATP citrate lyase(ACLY)等這些已經(jīng)熟知的與脂肪代謝密切相關(guān)的基因。另外兩個基因TMEM229A和PATL1日前沒有相關(guān)報道與脂滴形成相關(guān)，可以重點作為下一步與脂滴沉積相關(guān)研究的目的基因。
　　以上結(jié)果揭示了豬卵母細(xì)胞與脂肪組織在脂質(zhì)沉積方面的共表達(dá)模式。我們最終找到了與脂滴沉積相關(guān)的模塊，并且篩選得到一些