Az étrend korlátozásának és az azt követő újrakészítésnek a hatása a szarvasmarha jejunal epithelium transzkripciós profiljára

Szerepek Formális elemzés, vizsgálat, módszertan, vizualizáció, írás - eredeti vázlat, írás - áttekintés és szerkesztés

korlátozás

Állat- és biotudományi kutatási osztály, Állat- és gyepkutatási és Innovációs Központ, Teagasc, Grange, Dunsany, Co. Meath, Írország

Szerepek konceptualizáció, finanszírozás megszerzése, írás - áttekintés és szerkesztés

Állat- és biotudományi kutatási osztály, Állat- és gyepkutatási és innovációs központ, Teagasc, Grange, Dunsany, Co. Meath, Írország

Szerepek Formális elemzés, írás - áttekintés és szerkesztés

Állat- és biotudományi kutatási osztály, Állat- és gyepkutatási és Innovációs Központ, Teagasc, Grange, Dunsany, Co. Meath, Írország

Szerepek Formális elemzés, írás - áttekintés és szerkesztés

Mezőgazdasági és Élelmiszertudományi Egyetem, University College Dublin, Belfield, Dublin 4, Írország

Szerepek Konceptualizálás, formális elemzés, források, írás - áttekintés és szerkesztés

Állat- és biotudományi kutatási osztály, Állat- és gyepkutatási és Innovációs Központ, Teagasc, Grange, Dunsany, Co. Meath, Írország

  • Kate Keogh,
  • Sinead M. Waters,
  • Paul Cormican,
  • Alan K. Kelly,
  • David A. Kenny

Ábrák

Absztrakt

Idézet: Keogh K, Waters SM, Cormican P, Kelly AK, Kenny DA (2018) Az étrendi korlátozás és az azt követő újbóli táplálás hatása a szarvasmarha jejunal epithelium transzkripciós profiljára. PLoS ONE 13 (3): e0194445. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0194445

Szerkesztő: Henrik Oster, Lübecki Egyetem, NÉMETORSZÁG

Fogadott: 2017. szeptember 18 .; Elfogadott: 2018. március 2 .; Közzétett: 2018. március 19

Adatok elérhetősége: Minden RNA-seq fájl elérhető az NCBI Gene Expression Omnibus adatbázisából (hozzáférési szám: GSE94004).

Finanszírozás: Az SMW pénzügyi támogatást kapott a Science Foundation Ireland (SFI) 09/RFP/GEN2447 számú szerződésétől.

Versenyző érdeklődési körök: A szerzők kijelentették, hogy nincsenek versengő érdekek.

Bevezetés

A gyomor-bél traktus alkotóelemeit tartalmazó szervekről ismételten kimutatták, hogy gyorsabb növekedést mutatnak az előzetes étrendi korlátozás utáni újrakészítéskor [3–6].

Anyagok és metódusok

A dublini Egyetemi Főiskola Állatkutatási Etikai Bizottsága jóváhagyta az összes eljárást állatok felhasználásával, és a jelenlegi vizsgálatot az Ír Egészségügyi és Gyermekminisztérium engedélyezte az Európai Közösség 86/609/EK irányelvével összhangban.

Állatkezelés

Szövetmintavétel

Valamennyi állatot emberségesen levágták egy EU engedéllyel rendelkező vágóhídon (Euro Farm Foods Ltd, Cooksgrove, Duleek, Co. Meath, Írország) fogságban történő kábító kábítással, majd kivéreztetéssel, és az összes szövetmintát levágás után összegyűjtötték. A jejunális szövetet (10 cm) körülbelül 30 cm-re gyűjtöttük a duodenal-jejunális csomóponttól távolabb. A mintákat összegyűjtöttük és Dulbecco-foszfáttal pufferolt fiziológiás sóoldatba (DPBS) helyeztük az esetleges digesta eltávolítása céljából. A jejunum szakaszokat eleinte DPBS-ben mossuk, majd a hosszanti tengely mentén elvágjuk, hogy a szövet lapos legyen. A szövet felnyitása után a jejunum epithelium mintákat másodszor mossuk DPBS-ben annak biztosítására, hogy ne maradjon digesta a szöveten. Ezután üvegmikroszkóp tárgylemez segítségével lehámozták a hámszövetet az alatta lévő kötő- és izomszövetről. A szövetet ezután egy gyűjtőcsőbe helyeztük, folyékony nitrogénben lefagyasztva, majd -80 ° C-on tároltuk.

RNS izolálás, szekvenálás és bioinformatikai elemzés

Az RNS-izolálást, a cDNS-könyvtár előkészítését és szekvenálását, valamint a bioinformatikai elemzést korábban már felvázoltuk [8, 9], és itt csak röviden ismertetjük. Körülbelül 30 mg fagyasztott jejunális hámból teljes RNS-t izoláltunk RNeasy Mini Kit (Qiagen, Egyesült Királyság) felhasználásával, a gyártó utasításainak megfelelően. Az RNS és az RNS integritásának mennyiségét egy Nanodrop spektrofotométer ND-1000 (Nanodrop Technologies, Wilmington, DE, USA, USA) és az RNA 6000 Nano Lab Chip kit (Agilent Technologies Ireland Ltd., Dublin, Írország) segítségével határoztuk meg. Csak a jó minőségű RNS-mintákat (RNS-integritásszám> 8) választottuk ki az ezt követő RNS-szekvenáláshoz (10 minta minden kezelési csoportból minden vágási időpontban). A cDNS-könyvtárakat 3 μg kiváló minőségű teljes RNS-ből készítettük az Illumina TruSeq RNS minta előkészítő készlet használatával, a gyártó utasításainak betartásával (Illumina, San Diego, CA, USA). Összesen 40 egyedi RNAseq könyvtárat multiplexeltünk a megfelelő mintadefektív adaptereik szerint, és 100 bázispár egyvégű szekvenálást hajtottunk végre 4 áramlási sávon egy Illumina HiSeq 2000 szekvenszeren.

A nyers szekvenciaolvasások minőségét először a FASTQC szoftverrel (0.10.0 verzió) ellenőriztük, majd a Trim Galore segítségével gyengén olvastuk le. A vágott leolvasásokat ezután a szarvasmarha-referencia genomhoz (UMD3.1) illesztettük, TopHat (v2.0.9) és HTSeq (v0.5.4p5) (http://pypi.python.org/pypi/HTSeq) felhasználásával a a szarvasmarha-genom ENSEMBL v74 annotációjának összes fehérjét kódoló génjéhez illesztett szekvenciák száma. Ezután az EdgeR-t (v3.4.1) alkalmaztuk a statisztikailag szignifikáns (P 1. ábra. Az étrendi korlátozás következtében differenciálisan expresszált gének (RES v ADLIB az 1. periódus végén) molekuláris és sejtfunkció szerint osztályozva.

A sávok jelzik annak valószínűségét [-log (P érték)], hogy az étrendi korlátozás befolyásolta a specifikus funkciót, összehasonlítva a differenciálisan expresszált gének listájában szereplő másokkal.

A sávok jelzik annak valószínűségét [-log (P érték)], hogy az étrendi korlátozás befolyásolta a specifikus funkciót, összehasonlítva a differenciálisan expresszált gének listáján szereplő másokkal.

Vita

Emésztés és anyagcsere

Az emésztési és anyagcsere-folyamatokban való funkcionalitása mellett a jejunum az emésztett tápanyagok felszívódásának elsődleges helye a bélfalon keresztül a májban történő felvételhez és további anyagcseréhez [30]. Az 1. periódus végén nyilvánvaló volt az oldott anyaghoz hasonló vivő aminosav transzportereket kódoló két gén, nevezetesen az SLC1A5 és az SLC7A5 szabályozása. A jejunumot korábban a vékonybélben azonosították az aminosav- és peptidfelszívódás fő helyeként [30, 31]. Az SLC1A5 és az SLC7A5 jelen tanulmányban megfigyelt nagyobb expressziója tükrözheti az aminosavak felvételének fokozott igényét és az étrendből származó tápanyagok nagyobb mértékű felhasználását az étrendi korlátozás során.

A jelenlegi tanulmányban az étrendi korlátozás időszaka társult az anyagcserében és az emésztésben részt vevő gének szabályozásával. Viszont fordítva, az újbóli kezelés során az anyagcserében és az emésztésben részt vevő DEG-ket később szabályozták. Például az anyagcserében részt vevő gének, köztük a PGA3, a PFKB3, az SDS és az SDSL, a CG-n átesett állatokban az étrendi korlátozás alatt megfigyelthez képest (RES 2. periódus a RES 1. periódushoz viszonyítva) felfelé voltak szabályozva. A PFKFB3 a glikolízisben részt vevő enzimet kódolja [32], míg az SDS és az SDSL egyaránt a szerin és a glicin metabolizmusában szerepet játszó géneket kódolja. Ezzel összhangban Connor és mtsai. [21] és Keogh és mtsai. [8] mindkettő megfigyelte az anyagcserében részt vevő gének nagyobb expresszióját az újbóli alimentáció során indukált CG-t a májszövetben. Az anyagcsere-gének nagyobb mértékű kifejeződése a 2. periódusban nagyobb táplálékbevitel mellett következett be azoknál az állatoknál, akik újraterheléssel indukált CG-t kaptak [6], ami valószínűleg nagyobb igényt mutatott az anyagcsere-folyamatok iránt, ha a jejunális hámban ez idő alatt nagyobb mennyiségű táplálék-bevitel történt. További vizsgálatokra van azonban szükség az anyagcsere-szervek metabolikus állapotának értékeléséhez mind az étrendi korlátozásra, mind a CG-re adott válaszként.

Sejtszaporodás és differenciálódás

Immunfunkció és sejtes méregtelenítés

Következtetések