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猪诱导多能干细胞(Porcine induced pluripotent stem cells,piPSCs)在畜牧生产、医学和生物学基础研究上具有重要应用价值。但诱导效率低、质量差、安全性不明确等限制了piPSCs的广泛应用,归根结底是对干细胞多能性建立、维持的分子机制了解不够。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)广泛参与细胞分化、个体发育调控,是生命科学研究的前沿热点。关于lnc RNA对包括piPSCs在内的干细胞多能性建立、维持等有何影响却鲜见报道。因此,本研究旨在揭示piPSCs中lnc RNA/m RNA表达谱,发掘与piPSCs多能性建立维持密切相关的lnc RNA,以丰富对猪干细胞多能性调控机制的认识,为高效创制高质量的piPSCs提供依据。(1)对piPSCs、猪脂肪干细胞(Porcine adipose-derived stem cells,p ADSCs)和猪耳缘成纤维细胞(Porcine ear fibroblasts,p EFs)等不同多能性细胞的lnc RNA和m RNA进行高通量测序。pEFs文库测序获得186,376,840条序列总数(raw reads),pADSCs文库测序获得200,812,816条序列总数,piPSC文库测序获得166,058,848。经质量控制程序处理后分别从pEFs、p ADSCs和piPSCs文库中获得162,984,884、174,191,150和141,913,112条有效读取序列。(2)为获取lncRNA表达谱及基因组信息,对piPSCs、pADSCs和pEFs的lncRNA和mRNA转录组特征进行生物信息学分析。与NCBI上猪参考基因组同源比对,三个文库共检测到36617个已知mRNA的表达,其中共表达32871个已知mRNA,pEFs、pADSCs和piPSCs分别特异性表达352、517、531个已知m RNA;此外,从pEFs、pADSCs和piPSCs各鉴定出8099、8772、8285种已知lnc RNA(共10506种),其中特异性表达的已知lncRNA分别为526种、779种和708种。此外,在7815种不具有编码蛋白能力的新转录本中,发现了4474种新lncRNA,其中共表达3921个,pEFs、pADSCs和piPSCs分别特异性表达10种、26种和49种新lncRNA。(3)piPSCs、pADSCs和pEFs的lncRNA和mRNA差异表达及GO和KEGG分析。pEFs与pADSCs共有648个基因差异表达,其中320个在p ADSCs中上调表达,328个在p ADSCs中下调表达;pEF与piPSCs共有3640个基因差异表达,1825个在piPSCs中上调表达,1815个在piPSCs中下调表达;而pADSCs与piPSCs共有2869个基因差异表达,其中1364个在piPSCs中呈上调表达,1505个在piPSCs中下调表达。三种细胞差异表达201种已知的lncRNA,其中pEFs与pADSCs差异表达的已知lncRNA有26种,pADSCs与piPSCs差异表达的已知lncRNA有137种,pEFs与piPSCs差异表达的已知lncRNA有184种。此外,三种细胞中有5种差异表达的新lncRNA(P<0.05),即TCONS00082347、TCONS00023643、TCONS00090231、TCONS00064109和TCONS00069653。KEGG分析发现,pEFs与pADSCs间的差异基因共富集了227个信号通路,pADSCs与piPSCs间的差异基因共富集了269个信号通路,pEFs与piPSCs间的差异基因共富集了273个信号通路。GO分析发现,pEFs和p ADSCs之间的差异基因共富集了4926个GO功能团,pADSCs与piPSCs间的差异基因共富集了8666个GO功能团,而pEFs与piPSCs间的差异基因共富集了9276个GO功能团。多能性相关的KEGG信号通路和GO功能团中均有差异基因富集。(4)随机选取10个mRNA转录本和10个lncRNA转录本进行定量PCR验证。结果表明,定量PCR结果与高通量测序结果基本相符,说明转录本测序数据准确可靠。随之,利用Blast等生物信息学软件预测24种差异表达lncRNA的靶基因,发现5个lncRNA受到in cis作用的靶基因调控,5个lncRNA受到in trans作用的靶基因调控。其中,LOC102166377和LOC102159188的靶基因富集了一些多能性信号通路,但这两种lnc RNA表达呈下调趋势,可能与多能性负调控有关。总之,本研究借助先进的高通量技术对piPSCs的lncRNA和mRNA联合测序,首次揭示了猪iPSCs中的lncRNA/mRNA表达谱,不仅新发现大量lncRNA,而且经过与pEFs、pADSCs相比较,获得了一些可能与猪iPSCs干细胞多能性建立、维持密切相关的lncRNA,发现了201种已知lncRNA和5种新lncRNA在三种细胞间差异表达,IL-6以及LOC102166377、LOC102159188两种lncRNA可能参与猪iPSCs多能性基因负调控。