结核病至今仍是中国甚至是全世界重大传染病之一，世界上几乎三分之一的人感染了结核，由于艾滋病和耐药菌的出现，使得结核病疫情加剧恶化。结核病是一种古老的疾病，与人类一起存在了数千年，但其致病机制却至今仍不清楚。贯穿组学，即通过构建基因组学、转录组学、蛋白质组学、翻译后修饰组学以及代谢组学的网络，系统、全面地从分子水平理解生命的状态。结核分枝杆菌H37Rv和H37Ra都来源于它们共同的有毒亲本H37，H37Rv菌株在实验室作为标准菌株使用并保持毒力，而H37Ra菌株由于经过多次处理而丧失了毒力。测序和比对结果表明，H37Ra与H37Rv菌株基因组之间有高度的保守性。对结核分枝杆菌毒力株和弱毒株之间转录水平和翻译水平的差异分析，有助于我们全面系统了解结核分枝杆菌毒力的作用机制。本论文采用高通量测序技术RNA-seq和ICPL定量蛋白质组学全面系统地鉴定了结核分枝杆菌毒株H37Rv和弱毒株H37Ra之间的差异表达mRNA和差异表达蛋白。结果显示，1363个差异表达mRNA和231个差异表达蛋白在两株菌株之间存在显著的变化。通过生物信息学分析，我们发现这些mRNA和蛋白参与多种不同的生物学功能，如脂类代谢、脂肪酸代谢及氧化应激等。进一步，我们将RNA-seq中非编码RNA的数据与差异蛋白进行整合，获得可能参与毒力调控的52个非编码RNA，并对其中一个非编码RNA——ASpks2进行深入研究，发现ASpks2靶向聚酮合酶pks2(polyketide synthase)，并促进结核分枝杆菌H37Rv在THP-1人巨噬细胞内的生长。通过贯穿组学的数据分析和生物学功能实验，为弄清H37Rv和H37Ra之间毒力的差异以及非编码RNA在毒力中发挥的作用提供了新的手段，也为系统分析生物体分子水平变化的机制提供了新的研究思路。　　本论文的主要结果和结论如下:　　一、 H37Rv和H37Ra的转录组学和定量蛋白质组学比较分析　　本实验通过RNA-seq和ICPL定量蛋白质组学技术鉴定到1363个显著差异表达mRNA和231个显著差异表达蛋白，其中有464个基因转录水平上调，899个基因转录水平下调，203个上调蛋白，28个下调蛋白。生物信息学分析结果表明，这些显著差异表达mRNA和蛋白均显著富集于脂肪酸代谢途径。同时，结合转录组分析的非编码RNA数据，筛选出52个参与差异蛋白调控的毒力相关非编码RNA。　　二、组学数据的生物学实验验证　　分别在转录组和蛋白质组中挑选12个mRNA和蛋白，通过实时定量PCR和Western blot的方法对组学数据进行验证，结果显示生物学验证结果与组学数据一致性很好。并通过Northern blot证实了3个非编码RNA的存在。　　三、 ASpks2功能研究　　通过生物信息学分析，我们发现非编码RNA——ASpks2可能参与调控pks2，pks2是一个参与脂肪酸代谢的酶。贯穿组学数据显示，ASpks2在H37Rv中显著下调，而pks2的mRNA和蛋白表达水平在H37Rv中均显著上调，这可能存在一种靶向负调控的作用。通过对ASpks2的过表达和敲降，发现ASpks2靶向聚酮合酶pks2，降低pks2的mRNA水平和蛋白水平，并促进结核分枝杆菌H37Rv菌体聚集以及在THP-1人巨噬细胞内的生长。　　本研究中，我们通过RNA-seq和定量蛋白质组学鉴定到H37Rv和H37Ra之间毒力差异表达mRNA和蛋白，构建了非编码RNA参与毒力调控的相互作用网络，并发现一个未见报道的非编码RNA—ASpks2，它通过靶向pks2促进结核分枝杆菌H37Rv在人巨噬细胞内的生长。通过结核分枝杆菌毒株H37Rv和弱毒株H37Ra差异表达mRNA和蛋白的分析，为研究结核分枝杆菌致病机理、寻找毒力因子具有十分重要的意义，尤其是对非编码RNA的分析则在深入挖掘结核分枝杆菌致病机制提供了重要的信息。