加權基因共表達網(wǎng)絡分析(WGCNA)篩選豬卵母細胞脂肪沉積相關基因.pdf

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

2、合物轉錄組進行分析，探尋豬卵母細胞脂質沉積的分子機理。得到主要結果如下:
　　1.利用對豬卵母細胞的蘇丹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胞內脂滴含量豐富的生理學特點。
　　2.為了探究豬卵母細胞脂質沉積的相關分子機制，我們首先對豬8個組織(卵母細胞卵丘細胞復合體(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)卵母細胞卵丘細胞復合體(COCs)與脂

3、肪組織屬于同一個分支下而與其他組織分開。同為生殖相關的睪丸與卵母細胞卵丘細胞復合體聚類距離較遠。說明豬卵母細胞卵丘細胞復合體與脂肪組織在表達模式上與其他組織相比更為相似?？赡茉谥|沉積方面存在相似之處。
　　3.為進一步探究卵母細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個組織進行加權基因共表達網(wǎng)絡分析，探尋不同組織特異表達模塊以及脂滴沉積相關模塊。最終分別在卵母細胞、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系數(shù)普遍達到了0.8以上，個別模塊相關系數(shù)達到了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。通過對特異模塊進行功能富集分析，我們發(fā)現(xiàn)不同的組織相關模塊，在功能富集分析上與該組織生物學功能密切相關。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。在這34個皋因中包含5個基因卵母細胞與脂肪組織特異性表達。
　　5.為進一步縮小篩選基因范圍，我們對脂滴相關模塊進一步分析，找到10個與模塊內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個基因卵母細胞與脂肪組織共同高表達，并且比其他6個組織顯著高表達，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。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的基因。另外兩個基因TMEM229A和PATL1日前沒有相關報道與脂滴形成相關，可以重點作為下一步與脂滴沉積相關研究的目的基因。
　　以上結果揭示了豬卵母細胞與脂肪組織在脂質沉積方面的共表達模式。我們最終找到了與脂滴沉積相關的模塊，并且篩選得到一些