摘要：利用生物信息学分析方法挖掘梅山猪骨骼肌发育中的重要基因和通路。从GEO数据库获取GSE24689基因表达谱芯片，筛选出生后3、60 d和120 d与胚胎期65 d、出生后60、120 d与出生后3 d差异表达基因，并进行GO功能富集和KEGG通路分析，接着建立PPI蛋白质—蛋白质互作网络图，并筛选蛋白关键差异表达重要候选基因。筛选获得出生前后都具有差异表达基因有113个上调和87个下调，GO功能富集和KEGG通路分析。PPI蛋白质网络分析梅山猪骨骼肌发育中关键基因为FBP2和RRM2。梅山猪骨骼肌发育基因芯片的生物信息学分析筛选到重要基因和通路。

　　关键词：骨骼肌；基因芯片；分析

　　0引言

　　梅山猪是我国优良地方太湖猪品系，优点为繁殖力强和肉质鲜美，主要分布在上海市嘉定及江苏省太仓、昆山等，梅山猪体形小、皮薄、早熟、繁殖力高、泌乳力强。通过多年选育，梅山猪是遗传资源中经济杂交和培育新品种的优良亲本，随着分子遗传技术的进展，正在不断改良梅山猪生长慢、瘦肉率低的缺点，创建新的合成系，以提高养猪业的经济效益。骨骼肌的生长发育是一个非常复杂但精确调控的过程，其分子机制相互交织，骨骼肌是一种由多种功能多样的纤维类型组成，因此，肌肉质量在很大程度上取决于这些纤维的数量和大小。这些纤维特性由出生前的增生和出生后的肥大决定。通过基因芯片描述了猪骨骼肌生长和发育关键时间节点为65 dpc和3个出生后阶段（3、60 d和120 d）的差异表达基因（DEGs）。

　　1资料与方法

　　1.1数据来源

　　基因芯片数据（GSE24689）来自GEO数据库。GSE14520来源平台[GPL3533（Porcine）Affymetrix Porcine Genome Array]，分别为3例胚胎期65 d、3例出生后3 d、3例出生后60 d和3例出生后120 d，共12例梅山猪骨骼肌的样品。

　　1.2数据处理及差异基因的筛选

　　使用GEO2R在线分析芯片DEGs数据，对梅山猪骨骼肌关键时间点的差异表达的基因进行筛选（P＜0.05具有统计学意义），筛选出生后3、60 d和120 d与胚胎期65 d差异表达基因，同时筛选出生后60、120 d与出生后3 d差异表达基因，最后再把得到的2组差异表达基因进行对比差异分析。

　　1.3差异表达基因的GO功能注释和KEGG通路富集分析

　　DAVID对上调和下调基因进行GO和KEGG分析。P＜0.05为具有统计学意义。

　　1.4 PPI蛋白质—蛋白质网络图

　　使用STRING数据库，分别构建梅山猪上调和下调基因的PPI网络图。随后在Cytoscape软件中进行MCODE分析，以筛选PPI网络中关键基因模块，MCODE筛选标准为score cut-off＞0.02，K-Core＞2，Max.Depth＞100 and Degree Cutoff>2。

　　2结果

　　2.1差异基因鉴定

　　筛选获得出生前后都具有差异表达基因（DEGs）有113个上调和87个下调，见图1。

　　2.2 GO功能富集

　　GO富集分析表明上调生物过程和下调生物过程，见表1。

　　2.3 KEGG通路

　　KEGG通路富集分析表明，上调基因通路和下调基因通路见表2。

　　2.4 PPI网络构建、模块分析与关键基因选择

　　对于甲基化下调表达和甲基化上调表达下调基因，构建PPI蛋白质—蛋白质网络图，筛选得到梅山猪骨骼肌发育网络关键基因为FBP2和RRM2，见图2。

　　3总结

　　骨骼肌是维持机体能量平衡的主要部位，它的高代谢能力是由运动所需的跨桥循环对ATP广泛需求所驱动，有2个主要机制即糖酵解和氧化代谢。

　　氧化代谢是通过有氧氧化、利用脂类和糖酵解产物来进行，是产生能量的主要来源。肉中脂质的分解主要通过脂肪酸的β-氧化而发生。

　　糖代谢中糖酵解被合成代谢糖异生所平衡，以维持葡萄糖稳态，糖异生酶在调节肿瘤细胞生长和行为方面发挥重要作用。果糖-1，6-二磷酸酶（FBP）是一种限速酶，对果糖-1，6-二磷酸不可逆水解为果糖-6-磷酸和无机磷酸进行催化。脊椎动物有2种高度保守的FBP同工酶，其序列同源性为76.6%，FBP1主要在肝脏和肾脏中检测到，而FBP2表达更普遍，在骨骼肌和其他间充质组织中高表达。

　　通过基因芯片筛选出生后3、60 d和120 d与胚胎期65 d、出生后60、120 d与出生后3 d差异表达基因，进一步筛选到FBP2和RRM2 2个关键基因，可作为梅山猪生物学功能研究的候选基因。

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