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黄曲霉毒素(AFB1)对罗曼蛋鸡免疫器官转录组学的影响研究

刘雪芹  
【摘要】:黄曲霉毒素B1(AFB1)对家禽的生长发育构成重大风险,且残留在肉类产品中的AFB1也会危害人类健康。本研究通过给予拌有0mg/kg(对照)、0.3mg/kg(低毒)、0.6mg/kg(中毒)和1.2mg/kg(高毒)AFB1的饲料饲喂165日龄的罗曼蛋鸡35天后,对不同浓度等级进行毒性效应评估,不同浓度分组的蛋品质的分析发现AFB1使蛋黄比例增加、蛋白降低、蛋径长(cm)缩短、蛋形指数变低、蛋壳强度和中端蛋壳厚度变低(P0.05)。通过对肝脏病理学和细胞凋亡的观察,肝脏伴有脂肪沉积、细胞核破坏、组织间隙增加以及肝脏细胞凋亡。鸡蛋的产生需要大量的脂类,这些结果提示AFB1对肝脏的致毒性损伤影响了鸡蛋的蛋品质。同时对其免疫器官脾脏、法氏囊以及肝脏进行lncRNA、miRNA、mRNA高通量测序以深入挖掘AFB1的毒理机制。主要研究结果如下:(1)高毒的AFB1对罗曼蛋鸡的肝脏、脾脏和法氏囊的蛋白编码基因和miRNA的表达水平有影响。与对照组相比,1.2mg/kg的AFB1组中肝脏1927个蛋白编码基因和45个miRNA发生差异表达,这些差异表达的蛋白编码基因和异表达的miRNA共同富集在脂肪代谢、凋亡自噬密切相关的通路中。最终共筛选出9个肝脏凋亡自噬基因和脂肪代谢基因(ULK2、RHEB、SGK1、BCL6、AP3S1、ENPP2、PPARG、LYPLA1、NFATC2),这些基因与11个差异表达的miRNA(gga-miR-301a-3p、gga-miR-301b-3p、gga-miR-107-5p、gga-miR-142-3p、gga-miR-142-5p、gga-miR-1454-3p、gga-miR-365-3p、gga-miR-190a-3p、gga-miR-32-3p、gga-miR-140-5p、gga-miR-138-5p)具有靶向关系。(2)高毒的AFB1会影响脾脏6333个蛋白编码基因和42个miRNA出现差异表达。这些差异表达的miRNA靶基因和蛋白编码基因功能富集共同出现在m TOR信号通路、Fox O信号通路、Erb B信号通路、胞吞作用和单纯疱疹感染等。这些信号通路主要与炎症和癌症发生有关,其中4个炎症基因PIK3R1、TAB2、PDGFRA、BMPR2相互作用导致脾脏部分免疫功能缺失,而NKD1,PIK3R1下调推测AFB1有致脾脏癌变的倾向。(3)法氏囊在高毒的AFB1条件下,有296个蛋白编码基因表达水平发生改变,其功能富集在先天免疫反应、炎症反应、和一些信号通路如细胞因子-细胞因子受体相互作用途径、p53信号通路和Ig A生成的肠道免疫网络等,其中IL4I1显著被上调,可能造成母鸡的法氏囊B细胞输出降低导致法氏囊的免疫功能障碍。另外,19个miRNA表达水平改变,最终推测法氏囊可能通过gga-miR-19b-5p靶向OTUD1增强自身免疫减少AFB1的毒害。(4)高毒的AFB1还对罗曼蛋鸡的肝脏长非编码RNA(lncRNA)的表达水平有影响。我们总共鉴定出867个差异表达的lncRNA,其中在295个差异表达lncRNA附近100kb范围内找到369个顺势式调控差异表达蛋白编码基因,计算295个lncRNA和369个mRNA的皮尔逊相关系数(PCCs),发现216个lncRNAsmRNAs对。最后共筛选8个lncRNA可能与ADH6、PPARG、ACSL4、PPARD、FADS2、GABARAPL1(ATG8)、BCL6、CSNK1E的相互作用与脂肪肝和细胞凋亡相关。(5)基于肝脏lncRNA-miRNA-mRNA调控网络分析,发现高毒的AFB1会使PPARG、BCL6表达失调。一方面该基因受TU10057和TU45776顺式调控,此外其也是gga-miR-301a-3p、gga-miR-301b-3p和gga-miR-190a-3p的靶基因。因此,这个互作调控关系可能助于解释AFB1引发肝脏的脂肪沉积和细胞凋亡的机理。综上所述:AFB1对免疫器官转录组的影响主要集中在与免疫、炎症等方面,对脾脏的致毒效应还表现在一些基因参与了癌症发生的信号通路中。另一方面,我们在转录组中找到了解释肝脏脂肪沉积和肝细胞凋亡发生有关的mRNA与lncRNA调控网络。总之,我们的研究结果丰富了AFB1引发机体中毒后基因组表达调控的信息,为今后改善家禽健康提供研究思路。


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