转录组分析鉴定传染性法氏囊病病毒感染中与营养剥夺反应相关的关键基因

Transcriptomic analysis identifies key genes associated with nutrient deprivation responses in infectious bursal disease virus infection.

作者信息Jiaxing Wang, Qiangzhou Wang, Yuyu Ping, Xuan Huang, Ting Yang, Zongping Liu, Hao Bai, Guobin Chang, Shihao Chen
PMID40818940
发布时间2025-08-16
DOI10.1186/s12864-025-11918-x

实验完整度

包含体外细胞培养、病毒感染的转录组测序、qPCR验证和蛋白质互作网络预测,但缺乏功能验证和体内实验。

主要模型

鸡巨噬细胞系HD11 IBDV LM株感染HD11细胞

重点核对

HD11细胞培养条件:高糖DMEM+10% FBS+1% PS,37°C,5% CO2 IBDV感染剂量和方式:MOI=1,感染2 h后换液,继续培养24 h 营养饥饿处理:葡萄糖饥饿(无糖DMEM+1% FBS)4 h,氨基酸饥饿(Krebs-Ringer溶液+1% PS)4 h DEG筛选阈值:FDR<0.05,|log2FC|>1 qPCR验证基因:ENO2和MAT1A,以β-actin为内参

摘要

传染性法氏囊病病毒(IBDV)引起一种高度传染性和免疫抑制性疾病,严重影响家禽业。然而,IBDV诱导的免疫抑制的分子基础仍知之甚少。在本研究中,我们调查了参与这一过程的关键基因,重点关注代谢与免疫调节之间的相互作用。IBDV感染增强了HD11细胞对葡萄糖和谷氨酰胺的摄取。对葡萄糖饥饿、氨基酸饥饿、IBDV感染和对照组进行的转录组分析,鉴定了与免疫和代谢通路相关的关键差异表达基因(DEGs)。具体而言,612个DEGs与葡萄糖饥饿相关,998个与氨基酸饥饿相关,496个为两种条件共有。富集分析显示其涉及细胞因子信号传导、氨基酸生物合成和抗病毒反应。qPCR验证了ENO2和MAT1A的表达变化,调控网络分析强调了它们在营养应激和IBDV发病机制中的潜在作用。本研究提出了一种新策略,以鉴定IBDV感染期间参与营养剥夺的基因,并强调ENO2和MAT1A是免疫细胞功能障碍的关键贡献者。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
IBDV感染如何重塑宿主细胞代谢,哪些基因参与营养剥夺反应并可能导致免疫抑制?
核心机制
IBDV感染增强HD11细胞对葡萄糖和谷氨酰胺的摄取,导致代谢重编程,可能通过影响氨基酸生物合成和细胞因子信号通路,上调ENO2和MAT1A表达,参与免疫细胞功能障碍。
主要证据
转录组测序和qPCR验证显示,IBDV感染和营养饥饿共同上调ENO2和MAT1A表达,且PPI网络显示它们与代谢和表观遗传相关蛋白相互作用。
研究意义
为理解IBDV诱导免疫抑制的代谢机制提供新见解,并可能为改进预防与控制策略提供靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

验证IBDV感染增强营养摄取

证实IBDV感染对HD11细胞葡萄糖和谷氨酰胺摄取的影响

用IBDV LM株感染HD11细胞,检测病毒复制(Western blot和RT-qPCR),并在感染后12小时测量细胞和培养基中葡萄糖和谷氨酰胺浓度。

2

转录组测序鉴定差异表达基因

鉴定IBDV感染和营养饥饿条件下的差异表达基因及涉及的信号通路

对CTRL、AAS、GS和IBDV组进行RNA-seq,分析差异表达基因,并进行GO和KEGG富集分析。

3

筛选并验证关键代谢基因

验证候选基因在IBDV感染和营养饥饿条件下的表达变化

从氨基酸生物合成通路中选取8个DEGs,通过RT-qPCR验证其表达,确认ENO2和MAT1A为关键基因。

4

构建蛋白质互作网络

预测ENO2和MAT1A的潜在相互作用蛋白及其可能涉及的代谢和免疫调节机制

使用STRING数据库和Cytoscape软件构建ENO2和MAT1A的PPI网络,分析其相互作用蛋白。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证病毒复制与感染
检测代谢物水平
验证基因表达
预测蛋白质相互作用

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基HyClone--
胎牛血清Ozafan--
青霉素-链霉素Thermo--
VP2单克隆抗体----
β-肌动蛋白抗体Abcam--
山羊抗小鼠IgG-HRPNCM--
山羊抗兔IgG-HRPNCM--
酶学检测试剂盒NJJCBio--
酶学检测试剂盒MLBio--
Krebs-Ringer溶液Procell--
无糖DMEMProcell--
FreeZol试剂Vazyme--
第一链cDNA合成超混合液TransGen--
PerfectStart Green超混合液TransGen--
基因特异性引物GENEWIZ--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
HD11细胞培养条件:高糖DMEM+10% FBS+1% PS,37°C,5% CO2
阅读提示:Materials and methods, Cells and viruses
IBDV感染
感染剂量MOI=1,感染2小时,换液后培养24小时
阅读提示:Materials and methods, Sample collection and preparation
营养饥饿处理
氨基酸饥饿:Krebs-Ringer溶液处理4小时;葡萄糖饥饿:无糖DMEM+1% FBS处理4小时
阅读提示:Materials and methods, Sample collection and preparation
转录组测序
DEG筛选阈值:FDR<0.05,|log2FC|>1;每个处理三个生物学重复
阅读提示:Materials and methods, Sample collection and preparation; RNA sequencing and data analysis
RT-qPCR验证
使用2^-ΔΔCT法,β-actin作为内参,每个样本技术重复三次
阅读提示:Materials and methods, RT-qPCR