2019-07-31
发表期刊：Food and Chemical Toxicology
影响因子：3.775
派森诺生物与华中农业大学动物科技学院孙铝辉教授课题组携手合作，于2019年7月在《Food and Chemical Toxicology》上发表了雏鸡腺胃转录组对T-2毒素反应的研究成果，影响因子有3.775。结合RNA-Seq基因测序技术，系统性地阐述了T-2毒素在雏鸡腺胃里的毒性机理，为预防T-2毒素的不良反应提供了新思路。
研究背景
T-2毒素是由二线镰刀菌产生的A型单端孢霉烯族毒素, 也是危险的食品污染物，对动物生长影响极大，其经动物性食品残留亦对人类健康造成潜在危害。雏鸡对T-2毒素相对敏感，尤其是胃肠组织。众所周知，腺胃对食物的消化有非常重要的作用。然而，T-2毒素的毒性机理在雏鸡的腺胃里仍然未知。
研究方法
HE染色法验证了在显微镜下4个处理 （对照组，1.0mg/kg，3.0mg/kg，6.0 mg/kg）的雏鸡腺胃组织变化。
RNA-seq: 4个样本（对照组，1.0mg/kg，3.0mg/kg，6.0 mg/kg），处理2周。
Real time qPCR来验证RNA-seq测序的准确性。
研究结果
腺胃组织学结果
HE染色法显示了鸡腺胃组织细胞在T-2毒素1.0mg/kg的处理下2周后并没有显著影响（图1）。当T-2毒素上升到3.0mg/kg则引起严重炎症，粘膜水肿和炎性细胞增多，当T-2毒素到达6.0mg/kg的水平甚至引起了腺胃组织上皮坏死和脱落现象。
图1：在不同剂量的T-2毒素处理2周后，雏鸡腺胃切片用苏木精-伊红染色的显微照片（放大200倍）
RNA-Seq的差异表达分析和功能分析
为进一步了解T-2毒素在雏鸡腺胃的毒性机理，借助RNA-Seq测序手段分析转录组基因表达变化。将转录组测序数据与参考基因组进行对比，得到18346个基因，其中204个差异基因在三个处理组（1.0mg/kg, 3.0mg/kg, 6.0mg/kg）中表达类似（图2），相比于对照组，37个基因表达上调，167个基因表达下调。因此这204个DEGs有较高的可能性与T-2毒素诱发腺胃损伤有关，被用作进一步分析。
图2 三组差异分组基因的聚类分析
通过GO功能注释和分类分析，显示158个DEGs与生物过程，细胞组件和分子功能有关（图3）。对每个分类中的基因数目进行排序，发现在生物过程类别中与“细胞过程”、“生物调节“、”生物过程调节”、“细胞过程调节”的生物过程相关基因的数目排在前四。在细胞组件分类中，与“细胞”、“细胞零件”、“细胞内”相关的基因最多。在分子功能类别中，基因主要集中于“结合”、“蛋白质结合”和“离子结合”的分子功能。
图3 差异表达基因功能注释
用KEGG数据库对60个显著DEGs进行基因功能和调控通路分析，获取了10个代谢通路（图4），前三个基因富集的通路与局部粘附、肌动蛋白细胞骨架的调节和癌症的途径有关。其中有10个差异表达基因与氧化应激反应有关，9个差异表达基因与炎症相关，12个差异表达基因与伤口愈合和出血有关，9个差异表达基因与细胞凋亡和致癌有关。
图4 差异表达基因的KEGG分类分析
文章小结
本研究通过RNA-Seq测序分析进一步阐明了T-2毒素在3.0mg/kg 和6.0mg/kg的水平下对雏鸡腺胃的伤害与氧化应激反应，炎症，伤口愈合和出血，细胞凋亡和致癌的关键基因表达失调有关。
本研究的测序和数据分析工作由上海派森诺生物科技股份有限公司完成。
原文索引
Luo J.J., Zhang Yu, Sun Hua, Wei J.T., Khalil M. Mohanmed, Wang Y.W., Dai J.F., Zhang N.Y., Qi D.S., Sun L.H. The response of glandular gastric transcriptome to T-2 toxin in chicks. Food and Chemical Toxicology, 2019, 132.
