mccoRNAi介導(dǎo)代謝編程的代謝組分析【摘要】目的：本研究旨在探究線粒體細(xì)胞色素氧化酶（mcco）對(duì)秀麗隱桿線蟲(chóng)N2野生型代謝物的影響。為此，利用秀麗隱桿線蟲(chóng)模型，并通過(guò)代謝組學(xué)手段進(jìn)行比較分析。方法：本研究采用了飼喂法RNAi技術(shù)，成功構(gòu)建了經(jīng)過(guò)RNAi處理的線蟲(chóng)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。在培養(yǎng)120小時(shí)后，通過(guò)代謝學(xué)測(cè)定技術(shù)，系統(tǒng)地分析了兩組線蟲(chóng)間的差異代謝物，以明確mcco對(duì)代謝物的影響。此外，還結(jié)合油紅O染色實(shí)驗(yàn)，定量分析了線蟲(chóng)體內(nèi)的脂肪含量。結(jié)果：通過(guò)飼喂法RNAi，成功地培養(yǎng)出了實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組線蟲(chóng)。在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，相較于HT115作用下的線蟲(chóng)，mcco作用下的線蟲(chóng)生長(zhǎng)速度較慢。油紅O染色結(jié)果顯示，mcco作用下線蟲(chóng)N2體內(nèi)的脂肪含量明顯降低。進(jìn)一步的代謝組學(xué)分析驗(yàn)證了mcco對(duì)線蟲(chóng)的新陳代謝影響較大。結(jié)論：本研究結(jié)果表明，mcco介導(dǎo)的作用會(huì)導(dǎo)致秀麗隱桿線蟲(chóng)N2體內(nèi)的脂肪含量減少，以及導(dǎo)致線蟲(chóng)體內(nèi)代謝物物發(fā)生改變，且與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組線蟲(chóng)產(chǎn)生的差異代謝物大部分呈下調(diào)狀態(tài)。通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)，成功地介導(dǎo)線蟲(chóng)模型的生長(zhǎng)代謝過(guò)程，為深入了解mcco在代謝調(diào)控中的作用提供了有力證據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】秀麗隱桿線蟲(chóng)；代謝組分析；mcco；油紅o染色MetabolomicanalysisofmccoRNAi-mediatedmetabolicprogramming【Abstract】Objective:Theaimofthisstudywastoinvestigatetheeffectofmitochondrialcytochromeoxidase(mcco)onN2wild-typemetabolitesofCryptobacteriumhidradiinematode.Forthispurpose,weusedtheHidradenitiseleganscrypticrodnematodemodelandperformedcomparativeanalysesbymeansofmetabolomics.Methods:Inthisstudy,weusedthefed-batchRNAitechniqueandsuccessfullyconstructedRNAi-treatednematodecontrolandexperimentalgroups.After120hofincubation,wesystematicallyanalysedthedifferentialmetabolitesbetweenthetwogroupsofnematodesbymetabonomicsassaytechniquetoclarifytheeffectofmccoonmetabolites.Inaddition,wequantifiedthefatcontentinthenematodesincombinationwithoilredOstainingexperiments.Results:ByfeedingmethodRNAi,wesuccessfullyculturednematodesfromexperimentalandcontrolgroups.Underthemicroscope,itwasfoundthatthegrowthrateofnematodesundermccoactionwasslowercomparedwiththoseunderHT115action.TheresultsofoilredOstainingshowedthatthefatcontentinthebodyofnematodeN2wassignificantlyreducedundertheactionofmcco.Furthermetabolomicsanalysesverifiedthatmccohadagreatereffectonnematodemetabolism.Conclusion:Theresultsofthisstudyshowthatmcco-mediatedeffectsleadtoadecreaseinfatcontentinthebodyofCryptobacteriumhidradiinematodeN2,aswellasleadingtoalteredmetaboliteprofilesinthenematode,withmostofthedifferentialmetabolitesproducedbyexperimentalnematodesdown-regulatedwhencomparedtothecontrolgroup.Withthisexperiment,wesuccessfullymediatedgrowthmetabolicprocessesinanematodemodel,providingstrongevidenceforadeeperunderstandingoftheroleofmccoinmetabolicregulation.【Keywords】Cryptobranchushidradiinematode;metabolomicanalysis;mcco;oilredostaining目錄TOC\o"1-3"\h\u33541前言 結(jié)論本論文從線粒體細(xì)胞色素氧化酶（mcco）干擾基因入手，以秀麗線蟲(chóng)N2為模型，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中收集足夠的實(shí)驗(yàn)樣品，采用油紅O染色法和代謝組學(xué)分析，對(duì)線蟲(chóng)差異代謝物進(jìn)行檢測(cè)以及對(duì)其體內(nèi)脂肪含量進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化，由此來(lái)探究mccoRNAi介導(dǎo)代謝編程的代謝組分析。代謝物作為生物體表型的基礎(chǔ)，提供了一種直觀且有效的途徑，用以理解生物學(xué)過(guò)程及其內(nèi)在機(jī)制。mcco作為線粒體呼吸鏈中的關(guān)鍵限速酶，在物種進(jìn)化和能量代謝研究中占據(jù)著舉足輕重的地位。人體組織或細(xì)胞中高達(dá)90%的氧是通過(guò)mcco催化處理后被利用的，這凸顯了其在機(jī)體氧化代謝和ATP合成中的核心作用REF_Ref13292\r\h[11]。因此用飼養(yǎng)法RNAi研究mcco對(duì)線蟲(chóng)的干擾有著重要意義。在結(jié)果分析中，通過(guò)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組mcco介導(dǎo)下的線蟲(chóng)體型相較于對(duì)照組HT115更為瘦小，且產(chǎn)卵速度明顯放緩。進(jìn)一步通過(guò)油紅O染色法的比較，證實(shí)了mcco介導(dǎo)下的線蟲(chóng)體內(nèi)脂肪含量較HT115介導(dǎo)下的線蟲(chóng)顯著降低。此外，對(duì)部分差異代謝物的篩選及差異代謝物火山圖的分析顯示，相較于對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組線蟲(chóng)產(chǎn)生的差異代謝物多數(shù)呈現(xiàn)下調(diào)趨勢(shì)。通過(guò)差異代謝物KEGG富集分析結(jié)果顯示，mcco干擾后，色氨酸代謝通路途徑富集程度最大，并且線蟲(chóng)的壽命調(diào)節(jié)通路、代謝途徑、ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等都受mcco干擾的影響，而這些信號(hào)通路都與線蟲(chóng)的細(xì)胞代謝等相關(guān)，從而最終對(duì)線蟲(chóng)的生長(zhǎng)代謝造成實(shí)質(zhì)影響。本研究初步揭示了mcco介導(dǎo)作用會(huì)導(dǎo)致秀麗隱桿線蟲(chóng)N2體內(nèi)的脂肪含量減少，并且在mcco介導(dǎo)下的信號(hào)通路分類中，新陳代謝分類中的代謝途徑顯著富集。這一實(shí)驗(yàn)成功介導(dǎo)線蟲(chóng)模型的生長(zhǎng)代謝過(guò)程，盡管本研究的視角仍存在一定局限性，但為進(jìn)一步探究mcco對(duì)代謝物的調(diào)節(jié)機(jī)制以及其對(duì)線蟲(chóng)壽命的影響機(jī)制提供了重要的基礎(chǔ)和思路。6參考文獻(xiàn)藍(lán)文寧，肖曉蓮，張芳榕，張?jiān)?高濃度鑭對(duì)秀麗隱桿線蟲(chóng)的代謝調(diào)控研究[J].中國(guó)稀土學(xué)報(bào):1-12.ParkHH,JungY,LeeSV.Survival

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