Comparaison des acides aminés libres entre les muscles infectés et non infectés par le sparganum de F. limnocharis et de P. plancyi
Trente et un types d’acides aminés libres ont été détectés dans le groupe F. limnocharis (Tableau 2 et fichier supplémentaire 1 : S2). Les concentrations totales d’acides aminés libres dans les tissus musculaires infectés et non infectés par le sparganum n’étaient pas significativement différentes. Les concentrations de 15 d’entre eux étaient significativement plus élevées (P < 0,05) dans les tissus musculaires infectés que dans les tissus musculaires non infectés. Dans le muscle infecté par le sparganum, les concentrations d'acides aminés glucogéniques thréonine (Thr), sérine (Ser), asparagine (Asn), acide glutamique (Glu), glutamine (Gln), alanine (Ala), valine (Val), cystine (Cys), isoleucine (Ile), histidine (His), proline (Pro), acides aminés glucogéniques et cétogènes tyrosine (Tyr) et phénylalanine (Phe), phosphoéthanolamine (PEA) et aminoéthylènediamine ont augmenté d'environ 1,59-, 1,56- , 1,62-, 1,83-, 1,83-, 1,35-, 1,45-, 2,82-, 1,47-, 1,40-, 2,16-, 1,62-, 1,72-, 1,63- et 3,06 fois, respectivement, par rapport à ceux des muscles non infectés tissu.
Tableau 2 Comparaison des acides aminés libres entre les muscles infectés par le sparganum et non infectés de Rana limnocharis (mg/ml, N = 3)
Dans le groupe P. plancyi, la concentration totale d’acides aminés libres dans le muscle infecté par le sparganum était 1,51 fois supérieure à celle du muscle non infecté (P < 0,05), et 25 espèces différentes d'acides aminés libres ont été détectées (Tableau 3 et autres fichier 1 : S3). De plus, les concentrations des 22 autres composants d'acides aminés libres dans le muscle infecté par le sparganum de P. plancyi étaient significativement plus élevées que celles des tissus musculaires non infectés (P < 0,05). Dans les muscles infectés par le sparganum, les concentrations d'acides aminés glucogéniques Asp, Thr, Ser, Asn, Glu, Gln, Gly, Ala, Val, Met, Ile, His, Arg et Pro, d'acides aminés glucogéniques et cétogènes Tyr et Phe, et les acides aminés cétogènes leucine (Leu), lysine (Lys), phosphosérine (P-Ser), taurine (Tau), acide aminobutyrique (γ-ABA) et ornithine (Orn) ont augmenté d'environ 2,54-, 3,02-, 3,43- , 4,08-, 3,00-, 3,98-, 2,26-, 2,84-, 2,60-, 2,72-, 2,65-, 12,43-, 2,99-, 3,11-, 2,98-, 3,13-, 3,14-, 2,95-, 1,70-, 1,91 -, 3,64 et 4,11 fois, respectivement, par rapport à ceux des muscles non infectés.
Tableau 3 Comparaison des acides aminés libres entre le muscle infecté par le sparganum et le muscle normal de Rana plancyi (mg/ml, N = 4)
Concentrations de glucose, de glycogène et de glycérine dans les muscles infectés et non infectés par P. plancyi
Les concentrations de glucose étaient environ 1, 15 à 5, 32 fois plus élevées dans les tissus infectés par le sparganum que dans les tissus non infectés ( P <0, 05) (Fig. 1a). Les concentrations de glucose les plus faibles étaient de 23,16 ± 0,4 et 17,70 ± 2,40 mg/l et les concentrations les plus élevées étaient de 99,55 ± 4,20 et 59,69 ± 3,18 mg/l dans les tissus musculaires infectés et non infectés, respectivement.
Fig. 1
Détection de nutriments importants dans les muscles infectés et non infectés par le sparganum de Pelophylax plancyi. a Concentrations de glucose détectées dans les muscles de P. plancyi infectés et non infectés par le sparganum. b Concentrations de glycogène détectées dans les muscles de P. plancyi infectés et non infectés par le sparganum. c Concentrations de glycérol détectées dans le muscle de P. plancyi infecté et non infecté par le sparganum
Les concentrations de glycogène dans les tissus musculaires infectés par le sparganum étaient environ 1, 47 à 27, 43 fois plus élevées que dans les tissus musculaires non infectés (Fig. 1b). Dans les muscles infectés et non infectés par le sparganum, les concentrations de glycogène les plus faibles étaient de 303,33 ± 23,9 et 29,8 ± 8,7 mg/l, tandis que les concentrations maximales étaient de 2 876,1 ± 24,2 et 1 950 ± 12,5 mg/l, respectivement.
Le glycérol n’a pas été détecté dans 16 échantillons de tissus musculaires infectés et non infectés par le sparganum, respectivement (Fig. 1c).
Analyse des niveaux de transcription des enzymes clés dans les voies du métabolisme des glucides au cours du développement du spargana
Toutes les enzymes identifiées dans les cinq voies métaboliques des glucides ont été transcrites (Fig. 2). Le niveau de transcription de la glucose-6-phosphatase (G6Pase) était le plus bas de toutes les enzymes trouvées dans la voie de la gluconéogenèse, tandis que le niveau de transcription de l’enzyme limitante fructose bisphosphatase (FBP) était le plus élevé (environ 126,09 fois supérieur à celui de la gluconéogenèse). celui du G6Pase). Le niveau de transcription de la glycogène phosphorylase (GP) dans la voie de glycogénolyse était 4,88 fois supérieur à celui de la glycogène synthase (GS) dans la voie de glycogenèse.
Figure 2
Analyse des niveaux de transcription des enzymes clés dans les voies du métabolisme des glucides chez le spargana in vivo. ATP-CS ATP citrate synthase, CS citrate synthase, IDH isocitrate déshydrogénase, complexe α-KGDHC α-cétoglutarate déshydrogénase, HK hexokinase, PFK 6-phosphofructokinase, PK pyruvate kinase, PEPc phosphoénolpyruvate carboxylase, FBP fructose biphosphatase, G6Pase glucose 6-phosphatase, GS glycogène synthase, GP glycogène phosphorylase, G-6-PD glucose-6-phosphate déshydrogénase, 6-PGDH 6-phosphogluconate déshydrogénase
Analyse du séquençage du transcriptome du spargana dans différentes conditions nutritionnelles
Les données du transcriptome ont été téléchargées dans la base de données (https://ngdc.cncb.ac.cn/gsa/), avec le numéro d’accession CRA014115. Selon l’analyse du transcriptome, le groupe à faible teneur en glucose présentait le plus grand nombre de DEG (DEG), avec 1 575 gènes régulés positivement et 892 gènes régulés négativement (Fig. 3a). Les domaines fonctionnels des DEG dans les trois catégories pour différents groupes nutritionnels étaient presque équivalents dans l’analyse Gene Ontology (GO) (Fig. 3b). Le nombre de DEG était significativement plus élevé dans le groupe à faible teneur en glucose dans l’analyse des voies de GO et de l’Encyclopédie des gènes et des génomes de Kyoto (KEGG), et le principal modèle de ces DEG était une régulation positive (Fig. 3c).
Figure 3
Analyse des gènes différentiellement exprimés (DEG) dans différents groupes nutritionnels. a DEG dans différents groupes nutritionnels. b Analyse GO des DEG dans différents groupes de nutriments. c L’analyse KEGG des DEG dans différents groupes de nutriments. En a et b, les DEG régulés positivement sont orange, tandis que les DEG régulés négativement sont bleus. Les voies impliquées dans le métabolisme sont colorées en orange ; les voies impliquées dans les maladies humaines sont colorées en bleu ; les voies impliquées dans les systèmes de l’organisme sont colorées en rouge ; les voies impliquées dans le traitement de l’information génétique sont colorées en vert ; les voies impliquées dans les processus cellulaires sont colorées en jaune ; et les voies impliquées dans le traitement de l’information environnementale sont colorées en violet
Nous avons effectué une analyse groupée et obtenu les groupes 2, 3, 4, 6 et 10, qui ont été criblés pour les gènes exprimés uniquement dans les groupes glycogène, NS, faible en glucose, L-glutamine et riche en glucose (Fig. 4a). Le nombre et la répartition fonctionnelle des DEG dans les cinq groupes sont illustrés sur la figure 4b.
Figure 4
Criblage et annotation de gènes différentiellement exprimés (DEG). a Criblage des DEG dans différents groupes de traitement nutritionnel. Le cluster 2 contient uniquement des DEG dans le groupe de traitement au glycogène. Les DEG du groupe de traitement NS sont présentés dans le groupe 3. Le groupe 4 contient uniquement les DEG du groupe de traitement à faible teneur en glucose. Le groupe 6 contient uniquement des DEG dans le groupe de thérapie à la l-glutamine. Le groupe 10 ne contient que des DEG dans le groupe de traitement à haute teneur en glucose. b Le nombre et la répartition fonctionnelle des DEG dans les cinq clusters
L’analyse STRING a été utilisée pour identifier les DEG participant aux voies métaboliques dans les groupes présentés dans le tableau 4, ainsi que les diagrammes d’interaction.
Tableau 4 DEG impliqués dans le métabolisme de la voie KEGG
Nous avons découvert que neuf gènes codant pour les transporteurs d’acides aminés et les valeurs FPKM (fragments par kilobase par million de fragments cartographiés) des gènes (ID de gène : 421, 14398, 14767, 23604 et 26797) dans les groupes l-glutamine et faible en glucose étaient plus élevés que ceux des autres groupes (Fig. 5a). Le transporteur transmembranaire de gluconate, le transporteur de glucose glut1/1, le transporteur transmembranaire d’hexose, le transporteur transmembranaire de fructose et le transporteur transmembranaire de glucose d’uridine diphosphate (UDP) étaient les cinq gènes codant pour le transporteur de glucides (Fig. 5b). Seule la valeur FPKM du transporteur transmembranaire de glucose UDP a changé et a augmenté dans les groupes à faible teneur en glucose et en glycogène. De plus, nous avons découvert des gènes codant pour des membres de la famille des cathepsines (CTSA, CTSB, CTSC, CTSF et CTSL) (Fig. 6).
Figure 5
Valeurs de fragments par kilobase par million de fragments cartographiés (FPKM) de différents gènes a Les valeurs FPKM pour les gènes codant pour les transporteurs d’acides aminés dans l’analyse du transcriptome des différents groupes de traitement par nutriments. b Valeur FPKM des gènes codant pour les transporteurs de glucides dans l’analyse du transcriptome de différents groupes de traitement par nutriments. NS : spargana cultivée en solution saline normale (0,9 %) ; glycogène : spargana cultivée dans 1 mg/l de glycogène ; l-glutamine : spargana cultivée dans du DMEM contenant de la l-glutamine (pas de glucose DMEM) ; faible teneur en glucose : spargana cultivée dans du DMEM contenant de la l-glutamine avec du glucose (1,0 g/l) ; riche en glucose : spargana cultivée dans du DMEM contenant de la l-glutamine avec du glucose (4,5 g/l)
Figure 6
Valeurs de fragments par kilobase par million de fragments cartographiés (FPKM) des gènes codant pour les cathepsines dans l’analyse du transcriptome de différents groupes de culture de nutriments. NS : spargana cultivée avec une solution saline normale (0,9 %) ; glycogène : spargana cultivée dans 1 mg/l de glycogène ; l-glutamine : spargana cultivée dans du DMEM contenant de la l-glutamine (pas de glucose DMEM) ; faible teneur en glucose : spargana cultivée dans du DMEM contenant de la l-glutamine avec du glucose (1,0 g/l) ; high glucose : spargana cultivée dans du DMEM contenant de la l-glutamine à haute teneur en glucose (4,5 g/l)
Effets de différents nutriments sur le métabolisme des glucides du spargana
Les niveaux de transcription des enzymes clés du cycle du TCA étaient les plus élevés dans le groupe à faible teneur en glucose et les plus faibles dans le groupe NS. Les niveaux de transcription de l’ATP citrate synthase (ATP-CS), de la citrate synthase (CS), de l’isocitrate déshydrogénase (IDH) et de l’alpha-cétoglutarate déshydrogénase (α-KGDHC) étaient 3,80, 2,30, 2,94 et 7,96 fois plus élevés. dans le groupe à faible teneur en glucose que dans le groupe NS (Fig. 7a).
Figure 7
Effets de différents nutriments sur le métabolisme des glucides du spargana. a Les niveaux d’ARN messager (ARNm) des enzymes dans le cycle de l’acide tricarboxylique. b Les niveaux d’ARNm des enzymes dans la voie glycolytique. c Les niveaux d’ARNm des enzymes dans la voie de la gluconéogenèse. d Les niveaux d’ARNm des enzymes dans les voies de glycogenèse et de glycogénolyse. e Les niveaux d’ARNm des enzymes dans la voie des pentoses phosphates. f Comparaison des niveaux de transcription des enzymes glucidiques entre les conditions expérimentales in vivo et in vitro. ** P < 0,05, analysé par analyse de variance unidirectionnelle (ANOVA), suivie du test de Tukey modifié pour des comparaisons multiples, n = 6 ; ns pas significatif
À l’exception du groupe NS, le niveau de transcription de la principale enzyme limitante, la 6-phosphofructokinase (PFK), dans la voie glycolytique a été détecté dans tous les groupes. Le groupe à faible teneur en glucose présentait les niveaux de transcription les plus élevés des enzymes clés (PFK et pyruvate kinase). [PK]) (Fig. 7b).
G6Pase n’a pas été détecté dans le groupe NS. De plus, le niveau de transcription de FBP était le plus élevé dans le groupe l-glutamine (5, 06 fois plus élevé que dans le groupe NS) et statistiquement différent de celui des autres groupes (Fig. 7c).
Des transcrits GS et GP ont été détectés dans les voies de glycogenèse et de glycogénolyse dans les cinq groupes de cultures nutritionnelles. Par rapport au groupe NS, le niveau transcriptionnel de GS était le plus élevé dans le groupe l-glutamine (8,92 fois), suivi du groupe faible teneur en glucose (7,40 fois), du groupe riche en glucose (5,18 fois) et groupe glycogène (2,53 fois). Les niveaux de transcription de GP étaient respectivement 3,56, 2,98, 4,14 et 2,60 fois plus élevés dans les groupes glycogène, l-glutamine, faible en glucose et riche en glucose que ceux du groupe NS. Notamment, le niveau de transcription de GP était 1, 59 fois plus élevé dans le groupe à faible teneur en glucose que dans le groupe à teneur élevée en glucose ( P <0, 05, Fig. 7d).
Les transcrits de glucose-6-phosphate déshydrogénase (G-6-PD) du PPP n’ont pas été détectés dans le groupe NS. Cependant, des transcrits des deux enzymes ont été trouvés dans les quatre autres groupes (Fig. 7e).
Les niveaux de transcription des enzymes limitantes critiques dans cinq voies métaboliques des glucides ont été comparés chez le spargana cultivé dans le muscle de P. plancyi au spargana cultivé dans des groupes nutritionnels distincts (glycogène, L-glutamine et faible teneur en glucose). Les niveaux de transcription d’IDH, PFK, GS et GP étaient les plus élevés chez le spargana cultivé dans le muscle de P. plancyi (Fig. 7f). L’expression du G-6-PD dans le PPP était la plus faible chez le spargana cultivé dans le muscle de P. plancyi et la plus élevée (2,68 fois) dans le groupe à faible teneur en glucose.
2024-02-16 23:52:26
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