冷耐受大鼠棕色脂肪组织转录组与蛋白组联合分析揭示寒冷适应相关潜在生物标志物

《BMC Genomics》：Integrated transcriptomic and proteomic analysis of gene expression changes in brown adipose tissue during cold acclimatization in rats

摘要

目的

本研究旨在对冷耐受大鼠棕色脂肪组织转录组和蛋白组中的差异表达基因进行联合分析，以探索寒冷适应的潜在生物标志物和治疗靶点。

方法

雄性SD大鼠接受间歇性冷暴露。暴露21天后收集血液及棕色/白色脂肪组织样本。通过高通量mRNA转录组测序和串联质量标记（TMT）质谱分析鉴定棕色脂肪组织中的差异表达基因和蛋白，并结合血液样本中糖代谢标志物的检测进行分析。

结果

转录组分析鉴定出2031个差异表达基因，其中上调基因344个，下调基因1687个。蛋白组质谱分析鉴定出376个差异表达蛋白，其中上调蛋白217个，下调蛋白159个。联合分析发现13个协同上调基因和11个协同下调基因。GO和KEGG富集分析表明，上调基因主要富集于脂肪酸代谢过程及PPAR信号通路，而下调基因富集于脂肪细胞脂解调控通路。蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络分析表明，Lpl、Plin1、Ckb、Fabp3和Ldha可能在棕色脂肪组织代谢中发挥关键作用。

结论

本研究揭示了大鼠寒冷适应过程中棕色脂肪组织内多个基因的表达变化，提示这些基因可能共同调控涉及脂肪代谢、转化和能量平衡的生理过程中寒冷适应反应。