初生及成年牦牛大脑皮质的转录组分析

旨在分析初生和成年牦牛大脑皮质转录组表达谱,筛选影响大脑皮质发育的候选基因.本研究选取初生(1～7日龄(NYB),n=3)和成年(3～4岁(AYB),n=3)牦牛,放血处死,采集大脑皮质,利用Illumina HiSeq平台对转录组进行测序与分析,筛选得到差异表达基因,在此基础上对差异基因进行GO功能注释、KEGG富集分析和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法验证.测序结果共分析得到了 4 790个显著差异表达的基因(P＜0.05),其中包括2 670个上调表达的差异基因,2 120个下调表达的差异基因.随机选取了 9个差异基因进行qRT-PCR验证,表达趋势与转录组测序结果一致,表明测序结果可靠.GO功能注释发现其中占比较多的条目为与蛋白合成及ATP利用相关的转录调控、RNA聚合酶Ⅱ正调控转录、蛋白结合及ATP结合;KEGG富集分析发现占比较多与大脑发育相关的通路为调控轴突发育及重塑的轴突导向通路,与神经胶质细胞增殖相关的MAPK信号通路,与突触传递相关的神经活性配体-受体相互作用、PI3K-Akt、钙信号及磷脂酶D信号通路,与免疫防御相关的Toll样受体通路,与低氧适应调控相关的HIF信号通路.从富集通路中发现,Slit 2、SEMA 5 A、BDNF、Rab3a、FGF18、HIF1α、HIF2α、NGF、VEGFA、CaMK2A、PLD1、TLR1、TLR4基因可能是影响牦牛大脑皮质发育的候选基因.上述结果提示,成年牦牛大脑皮质的突触发育、可塑性和传递、免疫防御可能更活跃,并且低氧适应性更强,这为进一步探讨牦牛大脑发育潜在分子机理提供了一定参考.