Разновидность - Хайнань Sharp Skills Co., Ltd.

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 16579 (2022 г.) Цитировать эту статью

1415 Доступов

1 Цитаты

26 Альтметрика

Подробности о метриках

Хлопковая крыса (Сигмодон) является золотым стандартом доклинической модели мелких животных для выявления респираторных вирусных патогенов, особенно респираторно-синцитиального вируса (РСВ). Однако без эталонного генома или опубликованного транскриптома исследования, требующие анализа экспрессии генов у хлопковых крыс, строго ограничены. Целью этого исследования было создание комплексного транскриптома из множества тканей двух видов хлопковых крыс, которые обычно используются в качестве животных моделей (Sigmodon fulviventer и Sigmodon hispidus), а также сравнить и сопоставить изменения экспрессии генов и иммунные реакции на инфекцию RSV между ними. два вида. Транскриптомы были собраны из легких, селезенки, почек, сердца и кишечника для каждого вида с контигами N50 > 1600. Аннотация контигов позволила получить около 120 000 аннотаций генов для каждого вида. Транскриптомы S. fulviventer и S. hispidus затем использовались для оценки иммунного ответа на инфекцию RSV. Мы идентифицировали 238 уникальных генов, которые значительно дифференциально экспрессируются, включая несколько генов, участвующих в инфекции RSV (например, Mx2, I27L2, LY6E, Viperin, Keratin 6A, ISG15, CXCL10, CXCL11, IRF9), а также новые гены, которые ранее не были описаны. в исследованиях RSV (LG3BP, SYWC, ABEC1, IIGP1, CREB1). В этом исследовании представлены две полные ссылки на транскриптомы в качестве ресурсов для будущих исследований по анализу экспрессии генов на модели хлопковых крыс, а также представлены последовательности генов для механистической характеристики молекулярных путей. В целом, наши результаты дают обобщающее представление о влиянии генетики хозяина на взаимодействие хозяина с вирусом, а также определяют новые терапевтические цели для лечения и профилактики RSV.

Респираторно-синцитиальный вирус (РСВ) является основной причиной инфекций нижних дыхательных путей (ИРП) у детей в возрасте до двух лет, а также у лиц с ослабленным иммунитетом и пожилых людей, что приводит к 33 миллионам ИНДП, 3,2 миллионам госпитализаций и почти Ежегодно во всем мире умирает 120 000 человек1. В настоящее время не существует одобренной вакцины против RSV и имеется только одно профилактическое моноклональное антитело (паливизумаб), которое из-за стоимости применяется только у детей из группы высокого риска2,3. Поскольку 93% случаев РСВ ИНДП и 99% смертности от РСВ приходится на развивающиеся страны, необходимость в эффективной вакцине и недорогих профилактических средствах имеет решающее значение1. Неудача инактивированной формалином вакцины против RSV в 1960-х годах, которая вызывала усиление заболевания у вакцинированных при встрече с вирусом, препятствовала разработке новых вакцин против RSV на десятилетия4–6. Однако в последнее время возобновились усилия по разработке средств профилактики РСВ: 14 вакцин-кандидатов и альтернативные противовирусные стратегии против РСВ (рекомбинантные антитела7, нанотела8, низкомолекулярные ингибиторы и аналоги9), которые находятся на разных стадиях разработки10. Это подчеркивает острую необходимость в соответствующей доклинической модели разработки вакцин и лекарств против РСВ.

Хлопковая крыса (род Sigmodon) считается животной моделью «золотого стандарта» РСВ-инфекции по сравнению с мышами и другими животными, поскольку она в 100 раз более устойчива к РСВ-инфекции, чем большинство лабораторных мышей, а РСВ поражает как верхнюю, так и нижнюю часть тела. дыхательные пути, подобные человеческим11–13. Хлопковые крысы также точно предсказали эффективность двух одобренных FDA препаратов против RSV (RespiGam®, Palivizumab®)14–17. Помимо РСВ, хлопковые крысы использовались для изучения других важных респираторных вирусов человека, а именно вируса гриппа А18,19, вируса парагриппа20,21, кори22, метапневмовируса человека23, энтеровируса D6824 и риновируса человека25, из-за широкой чувствительности и сопоставимые характеристики заболеваний человека26. К сожалению, исследования, сравнивающие транскриптомные изменения у хлопковых крыс, были ограничены из-за отсутствия общедоступного эталонного генома для любого вида хлопковых крыс. Ранее мы опубликовали транскриптом легочной ткани, индуцированный RSV у S. hispidus27. Однако в этом исследовании мы анализировали экспрессию только в одном типе тканей и ограничивались только одним видом хлопковых крыс (S. hispidus). Как показывают предыдущие исследования, специфичные для S. fulviventer и S. hispidus различаются по тяжести заболевания в зависимости от вирусных патогенов (т. е. вируса парагриппа28, ВИЧ29) и структуры сообщества микробиома30. Основными целями этого исследования были разработка комплексных транскриптомов для обоих видов, а также сравнение и противопоставление изменений экспрессии генов при инфекции RSV.

1600 (which exceeds N50 of other published transcriptome assemblies35,36,37). The Ex90N50, which is the N50 but limited to the top 90% of total normalized transcripts, was 2503 (S. fulviventer, #transcripts = 108,995) and 2162 (S. hispidus, #transcripts = 240,587) (Table 1)./p> 2, Euclidean distance) within individual tissue samples of both (C) S. fulviventer and (D) S. hispidus. (E) Principal component analysis (PCA) of expressed transcripts within healthy tissue of both species. (F) Taxonomic source of gene annotations determined by NCBI BlastX. Data represents annotations of S. fulviventer transcriptome; S. hispidus not shown but varies by ~ 1% in all categories except "other"./p> 70% is indicative of good quality. We also assessed transcriptome completeness by searching for evolutionarily-conserved BUSCO40 groups from the vertebrata_odb10 lineage dataset (total n = 3354) within our dataset. The S. fulviventer assembly had 92.7% complete BUSCOs (Complete:3109 [Complete&Single:785, Complete&Duplicated:2324], Fragmented:154, Missing:91), and S. hispidus had 90.2% complete BUSCOs (Complete:3025 [Complete&Single:2599, Complete&Duplicated:426], Fragmented:194, Missing:135). All assembly quality statistics are also shown in Table 1. Final reference transcriptome assemblies for each species are made available as supplementary file 1 (S. hispidus) and supplementary file 2 (S. fulviventer)./p> 30,000 annotated proteins per species (~ 17,000 proteins after filtering duplicate annotations). Proteins were further annotated based on protein domains (> 5000), transmembrane helices (> 18,000), and signaling proteins (> 7700). All annotation statistics can be found in Table 1, and the full annotation report can be viewed in supplementary file 3./p>

|1.0|) of S. fulviventer (blue) and S. hispidus (red), of which several genes were successfully annotated using Trinotate (as indicated in boxes). *p ≤ 0.05, **p ≤ 0.01, ***p ≤ 0.001, ****p ≤ 0.0001./p>

7), AMPure XP Beads for cleanup steps (Beckman, cat. No. A63881), and NEBNext Multiplex Oligos for Illumina (Set 1, cat no: E7600S) for pooling samples. Sequencing was performed using Illumina NovaSeq6000 2 × 150 bp sequencing at the Vanderbilt Technologies for Applied Genomics (VANTAGE) core facility./p> 1 was used to filter the low-quality assembled transcripts to use for differential expression analysis. The Ex90N50 was calculated using the Trinity contig_ExN50_statistic.pl script./p> 1 were used for downstream differential expression analysis (S. fulviventer = 270,451, S. hispidus = 474,882). Raw count matrices at the gene level for each species can be found in supplementary file 7 DESeq2 package38 was used within the pipeline to by compare experimental group (RSV-infected lungs) containing biological replicates with the corresponding control group (uninfected lungs). Genes with a p < 0.05, adjusted p < 0.05 ("q"/false discovery rate/Benjamini-Hochberg), and a log2 fold change >|1| were treated as differentially expressed. We used the goseq package in Bioconductor to detect differentially abundant GO terms44. GOs with a p < 0.05 and adjusted p < 0.05 ("q"/false discovery rate/Benjamini-Hochberg) were treated as differentially expressed./p>|1.0|)./p>