亲爱的小伙伴们大家好哦~阿星又准时来报道了！其实站在科研人的角度来看，也不是必须去发高分文章才能体现自己的价值，很多创新性不够的文章想要发高分只能用大量的实验数据来凑，耗费大量的人力物力和时间也是有点不值得了，其实一点点数据甚至0实验只有生信分析的文章也能够拿下中科院一区，这样的研究同样有意义！阿星今天带来的文章虽然分数不高，但也是妥妥的一区，其中很多思路值得大家收藏学习！
这篇文章是由西北师范大学朱新亮团队发表在Food & Function上面的名为Signaling pathways involved in the anti-hyperglycemic effect of Raspberry 2 Ketone in zebrafish by integrative transcriptome and metabolome analysis的研究论文，这项研究建立了和人体高度相似的高血糖模型，进行生理评估和RNA-seq分析覆盆子酮抗高血糖作用并揭示其分子机制，并通过转录组分析和代谢组学分析，确定血糖调节过程中的核心代谢调节途径。其中建立的模型和人体高度相似，研究相关疾病的小伙伴可以借鉴一下！接下来和阿星一起来看看该文章有何亮点~
1.建立和人体类似的疾病模型，为后续的临床研究助力：保证了实验的可靠有效性。
2.采用多组学分析技术并结合转录分析深入研究作用机制：通过RNA-seq分析、转录组分析和代谢组学分析，揭示了覆盆子酮在治疗糖尿病中的机制。
PS：阿星发现生信文章组学分析无处不在，并且玩法也是多种多样，如果你的创意也想独树一帜，可以踢踢阿星进行交流，可以帮助小伙伴寻找更多极具创新的思路。
l题目：通过综合转录组和代谢组分析，研究覆盆子酮对斑马鱼抗高血糖作用的信号通路
l杂志：Food & Function
l影响因子：IF=5.1
l发表时间：2024年8月
公众号回复“888”，即可领取原文献，文献编号为240911
研究背景
糖尿病（DM）的发病率仍在迅速上升，目前已成为全球关注的重大公共卫生问题。糖尿病对人体健康的影响很大，在2型糖尿病（T2DM）的病理状态下，会产生氧化应激、慢性炎症、内质网应激和线粒体功能障碍等代谢问题。在进行相关疾病的研究中，斑马鱼（Danio rerio）因其在血糖控制机制和葡萄糖代谢方面与人类相似，经常被用作研究模型。并且近年来的研究发现，覆盆子酮（RK）能促进脂肪组织代谢，可以作为α-葡萄糖苷酶抑制剂，抑制碳水化合物水解，降低血糖水平，以及恢复肥胖小鼠因高脂肪饮食而受损的葡萄糖耐量。本论文研究了STZ诱导的高血糖斑马鱼模型中RK的抗高血糖作用以及其分子机制。
研究思路
首先，研究团队随机选取混合性别的斑马鱼通过注射STZ构建高血糖斑马鱼模型；之后对进行血糖测量之后的斑马鱼进行RNA测序与分析；随后尽进行UPLC-QE-MS代谢组学分析；最后进行转录组和代谢组数据集的综合分析，研究RK的降血糖机制。
主要结果
1.转录组分析
从分子生物学的角度了解RK的保护作用，通过对氧化石墨烯进行了分类和功能富集，发现在“Control-vs-Model”和“Model-vs-RK”组中，分别有353和717个带有GO注释的DEGs（图1A）。在生物过程中，DEGs主要参与糖酵解过程和缺氧反应（图1B）。在“Model-vs-RK”的比较中，在生物过程中，基因主要参与对缺氧的响应、离子转运、对营养物质的响应等（图1C）。KEGG分析显示，“Control vs Model”组和“Model vs RK”组的所有DEGs分别被分配到309和227个KEGG通路上。如图1D和1E所示，“对照与模型”组中最富集的信号通路是蛋白质消化吸收、胰腺分泌、胰岛素抵抗和碳水化合物代谢。
图1 转录组分析结果
2.与高血糖相关的基因改变
基于转录组学分析的结果，选择依据高血糖通路的KEGG作为参考，将高血糖通路分为两组:负责血糖调节的基因（图2A）和负责碳水化合物代谢的基因（图2B）。如图3A和C所示，与对照组相比，模型组与胰腺分泌、胰岛素分泌、蛋白质和碳水化合物消化有关的基因显著下调，而与糖尿病、钙重吸收有关的部分基因上调。相比之下，RK处理后，胰腺分泌、胰岛素分泌、蛋白质和碳水化合物消化途径候选基因显著上调（图2B和D）。
图2 斑马鱼高血糖调节和碳水化合物代谢相关表达数据示意图及4个关键基因的qRT-PCR验证
3.代谢组学分析
非靶向代谢组学分析对照组、模型组和RK-M治疗组的整体代谢变化，利用UPLC-MS /MS共鉴定出2147种代谢物（图3A），使用OPLS-DA模型分析来评估不同组之间的代谢组学差异（图3B-E，左侧），结果显示对照组与模型组显著分离，RK组与模型组也能明显分离。学生的t检验由组间的火山图表示(图3B-E，右侧)。共筛选出53种主要差异代谢物。之后进行KEGG通路富集分析（图3F-I)，模型组大鼠嘌呤代谢、精氨酸代谢和叶酸代谢显著升高，酪氨酸代谢、胱氨酸和半胱氨酸代谢及n -糖基合成途径降低；RK保护后，丙氨酸代谢、合成代谢、酮体代谢、谷胱甘肽代谢、TCA循环、丙酮酸代谢途径显著增加，嘌呤代谢、不饱和脂肪酸代谢、油酸代谢、花生四烯酸代谢降低。
图3 代谢组学分析结果
4.转录组和代谢组数据集的整合分析
为了进一步研究RK功能最重要的代谢调节机制，对不同组的DAMs和DEGs进行了综合分析。使用人相关系数过滤出与高血糖相关的高度富集的代谢途径，包括嘌呤途径、鞘脂途径和坏死性下垂途径。KEGG通路富集分析表明，RK保护后，这些代谢途径均受到显著影响，且在模型和保护组之间表现出不同的模式，特别是嘌呤代谢途径中，GTP、IMP、腺苷、腺嘌呤、dIDP等主要代谢物在RK保护后呈现逆转趋势，此外，与嘌呤代谢途径相关的几个基因也受到RK的显著调控，这些基因可能有助于RK的抗高血糖作用（图4）。
图4 嘌呤代谢途径相关代谢组学和转录组学的整合富集分析
文章小结
该项研究揭示了RK能有效保护高血糖斑马鱼模型，其降糖作用主要是通过促进胰岛素的合成、分泌，以及影响高血糖模型中最重要的代谢调节机制之一的嘌呤代谢，从而发挥稳定的抗血糖作用。这篇文章虽然没有发高分，但是稳稳占据了一区的一席之地，不是高分也具有重要的参考价值！当然能发高分最好啦，所以创新性必不可少，不要犹豫啦，赶紧联系阿星，寻求更多创意思路，不懂的知识也可以拿来和阿星讨论一下哦！
阿星有话说
生信星持续为大家带来最新生信思路，更多创新性分析思路请点击下方链接。想复现这种思路或者定制更多创新性思路欢迎直接call阿星，生信星团队竭诚为您的科研助力!
往期精选
11 September 2024
