卡路里限制通过调节肝脏关键节律基因延缓衰老的研究

摘要

目的 通过分析公共数据库测序数据，探究肝脏组织中节律基因在卡路里限制(CR)延缓衰老中的作用。方法 从GEO数据库中下载来自小鼠肝脏组织4月龄年轻组、24月龄衰老组和24月龄CR衰老组样本的转录组测序(RNA-seq)和染色质可及性测序(ATAC-seq)原始测序数据，从CGDB数据库中下载整理肝脏节律基因列表。并进行差异表达基因分析、差异染色质开放区域分析、功能富集分析、RNA-seq和ATAC-seq联合分析以及转录因子预测。结果 针对RNA-seq数据，通过将衰老组与年轻组以及CR组与衰老组比较，得到衰老时的显著变化可被CR所逆转的基因，分别有305个(衰老时上调，CR处理下调)和565个(衰老时下调，CR处理上调),功能富集结果显示这些基因主要参与了昼夜节律调控、自噬等节律过程，其中包含有核心生物钟基因Nr1d1、Cry2以及重要节律基因Gsk3b和Mtor,其表达在衰老时出现显著下调，CR可显著上调这种变化。对于ATAC-seq数据，分别将衰老时以及CR条件下的差异染色质开放区域注释基因进行功能富集，结果显示这些基因显著富集于昼夜节律调控相关通路，并联合转录组分析，结果为染色质可及性和基因表达均显著变化，其中包括有Mtor和Rorc等重要节律基因，接着使用homer软件预测出潜在调控其差异表达的转录因子。结论 本文通过公共数据库分析的方法，系统评估了节律基因在CR延缓衰老中的重要作用，并鉴定出其中的关键基因如Nr1d1、Cry2、Gsk3b和Mtor等。为更深入理解CR延缓衰老的机制提供了新的视角和数据支撑，并为抗衰老提供了潜在的靶点。

关键词

衰老 / 卡路里限制 / 转录组测序 / 染色质可及性测序 / 节律基因 / 转录因子

基金资助

国家自然科学基金(31930048,82221001); 空军军医大学“凌云工程”个人项目(2020lyjhyq)