[发明专利]应用转录组学筛选全氟辛烷磺酸毒性枢纽基因和关键信号通路的方法

说明书

本发明公开了应用转录组学筛选PFOS毒性枢纽基因和关键信号通路的方法。本发明所提供的方法首先设定实验动物的空白对照组和PFOS暴露组并进行处理获得生物样本，提取所得生物样本的RNA，通过高通量测序仪获得生物样本的转录组学数据，将获得的测序数据进行生物信息学分析，包括差异基因GO富集分析、KEGG通路富集分析、蛋白互作网络分析和GSEA分析，最终筛选得到PFOS的毒性枢纽基因和关键信号通路结果。应用本发明所提供的方法，可为鉴定PFOS对动物或人类造成的严重影响和/或PFOS对动物或人类的毒性机制以及开发针对PFOS毒性的相关药物提供帮助。

技术领域

本发明涉及生物信息学领域，具体涉及应用转录组学筛选全氟辛烷磺酸毒性枢纽基因和关键信号通路的方法。

背景技术

全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane Sulfonate，PFOS)因其极低的表面张力以及疏水、疏油的独特物理性质，曾被广泛应用于民用和工业产品，如表面活性剂、防火涂层和光阻剂等。然而鉴于此类化合物具有毒性、环境持久性、生物蓄积性和长距离迁移等特性，联合国环境规划署于2009年将PFOS及其盐类和前体化合物列为“斯德哥尔摩公约”中的新型持久性有机污染物。已有研究表明PFOS对动物表现出肝毒性、睾丸毒性、胰腺毒性、神经毒性、免疫毒性、生殖和发育毒性等多种毒性作用，并且会诱导相关肿瘤的发生。

转录组学是在整体水平研究生物体中的基因转录情况和转录调控规律的技术。它从RNA水平研究基因表达的情况，广泛测定出基因的调控情况，并运用生物信息学方法，揭示基因调控的关键信号通路。当生物体受到外界干扰刺激或处于不同的生理状态时，基因表达受到调控，转录组能够直观地反应生物体的应答状况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何筛选PFOS毒性枢纽基因和关键信号通路和/或如何鉴定PFOS对动物或人类造成的影响。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种筛选或辅助筛选PFOS毒性枢纽基因和关键信号通路的方法。

所述方法包括如下步骤：

A1)将实验动物分为对照组和PFOS暴露组，对所述对照组进行空白溶剂给药处理，对所述PFOS暴露组进行PFOS溶液给药处理，分别得到给药处理后的对照组和PFOS暴露组实验动物；所述PFOS溶液的溶质为PFOS，溶剂为所述空白溶剂；

A2)对A1)中得到的所述给药处理的对照组和PFOS暴露组实验动物取血，提取全血RNA后进行测序，得到对照组和PFOS暴露组的转录组原始数据；

A3)对所述转录组原始数据进行处理，获得对照组和PFOS暴露组(所有样本)的基因表达量矩阵；对所述对照组和PFOS暴露组(所有样本)的基因表达矩阵进行处理和筛选，得到所述对照组和PFOS暴露组实验动物的差异表达基因；

A4)对A3)中所述差异表达基因进行基因本体论(GO)富集分析和KEGG通路富集分析，得到GO富集分析结果和/或KEGG通路富集分析结果；

A5)对A3)中所述差异表达基因构建蛋白相互作用网络，获得PFOS毒性相关枢纽基因；

A6)对A3)中所述基因表达量矩阵进行基因集富集分析(GSEA)分析，得到GSEA分析结果；

A7)选取A4)中得到的所述KEGG通路富集分析结果和A6)中得到的所述GSEA分析结果中的共有通路为PFOS毒性相关的关键信号通路。

上述测序可为高通量测序。

上述方法A1)步骤中所述空白溶剂可为体积比为2～5％的Tween 20或Tween 80的水溶液。

上述方法A1)步骤中所述给药处理条件可为连续灌胃给药7～28天。PFOS给药量可为2.5～10mg/kg/天。