英文名:Long Non-coding RNA Derived from lncRNA– mRNA Co-expression Networks Modulates the Locust Phase Change

期刊：Genomics Proteomics Bioinformatics

IF：7.051（1区）

通讯作者单位：中科院、河北大学

研究背景

长链非编码RNA（lncRNA）调节基因表达、动物行为等各种生物学过程。尽管蛋白质编码基因、microRNA和神经肽在亚洲飞蝗的表型可塑性调节中起着重要作用，但有关lncRNA在此过程中功能研究较少。本文应用高通量RNA-seq来比较蝗虫型变时程中lncRNA和mRNA的表达模式。结果显示lncRNA在型变的早期阶段反应更快。功能注释表明，早期改变的lncRNA在分散和群居阶段采用了不同的途径来应对种群密度的变化。筛选了分散和群居阶段的网络中两个重叠的中枢lncRNA基因座进行功能验证。本文进一步证明LNC1010057为潜在的蝗虫型变因子。这项工作为深入了解蝗虫型变的分子机制并扩大lncRNA在动物行为中的作用范围提供了重要的数据。

材料方法

实验材料：散居化处理为将群居型蝗虫单独饲养0h、4h、8h和16h后取出手机蝗虫大脑进行测序；

群居化处理为将10只散居型蝗虫与20只群居型蝗虫饲养于一个小笼子（10厘米×10厘米×10厘米）中，于0h、4h、8h和16h后取出，收集蝗虫大脑进行测序。在同一时间点采集样品的三个生物学重复，提取RNA，建立cDNA文库并进行RNA-seq。对lncRNA和mRNA进行差异表达分析及qRT-PCR验证，对不同时间点的样本进行STEM(ShortTime-seriesExpressionMiner)分析，并构建lncRNA–mRNA共表达网络的构建。对目标中心节点lncRNA进行RNAi，采集其行为录像数据进行行为数据分析。

实验结果

1、蝗虫lncRNA的外显子比mRNA少但更长

研究发现大约78％的lncRNA包含2个外显子，而mRNA中包含的外显子数量为1至120（图1C）。因此，lncRNA的外显子明显长于mRNA的外显子（平均长度1142bpvs.263bp，图1D，左）。同时，lncRNA的内含子明显短于mRNA的内含子（平均长度：10086bpvs.12442bp，图1D，右）。表达水平分析表明，lncRNA的总体表达水平明显低于mRNA的表达水平（平均值为0.6vs.1.9；图1E）。但是，表达特异性分析表明，lncRNA的表达受时间限制的程度要高于mRNA（平均值为0.672对0.436图1F）。基于相对于mRNA的lncRNA基因组位置，蝗虫lncRNA被分类为基因间、重叠区、有义内含子、反义内含子、有义外显子和反义外显子。蝗虫77％以上的lncRNA是长基因间的ncRNA（lincRNA，图1G）。这些结果表明，蝗虫lncRNA与mRNA在结构和表达上有很大不同。蝗虫lncRNAs更长，具有更少但更长的外显子和更短的内含子。此外，lncRNA的表达模式显示出比mRNA更高的时间特异性。

图1lncRNA和mRNA之间的不同结构和表达

2、群居型蝗虫中特异性表达的lncRNA比在散居型蝗虫中表达的更多

在散居型和群居型蝗虫大脑中共表达9722个lncRNA（73.9％），而散居型蝗虫中特异性表达962个lncRNA（7.3％），群居型蝗虫中特定表达2469个lncRNA（18.8％）（图2A，顶部）。分别在散居型和群居型蝗虫中特异性表达了479和1090个mRNA（3.1％和7.1％）（图2A，底部）。这些结果表明，与mRNA相比，在两个蝗虫相型特异性表达的lncRNA的百分比更高，而在群居蝗虫中比散居型蝗虫中表达的lncRNAs更多。与散居型蝗虫相比，群居型蝗虫中335个lncRNA和779个mRNA的表达水平下调，而313个lncRNA和261个mRNA的表达上调[倍数变化（FC）>2和P<0.05；图2B]。lincRNA在下调和上调的lncRNA中所占的比例高（分别为81.2％和87.8％），其次分别是反义外显子和有义内含子lncRNA（图2B）。在表达中按FC排名的前10个lncRNA基因显示在图2C中。这表明散居型和群居型蝗虫大脑中表达的lncRNA的数量及其表达水平明显不同。

图2lncRNA在蝗虫型变中显示出不同的表达变化模式

3、lncRNA对种群密度变化的快速应答

为了进一步分析lncRNA和mRNA的表达模式，使用了短时间序列表达挖掘器（ShortTime-seriesExpressionMiner，STEM）对基于表达的转录本进行聚类。在CS期间，将214个lncRNA和242个mRNA分别分为8个和9个重要的表达谱（图3D）。其中lncRNA表达谱15以及mRNA表达谱15、13和16直到群居化处理后8或16小时才改变。这些配置文件称为后期更改的配置文件（模式d）。与后期更改的配置文件相反，早期更改的配置文件以4小时时间点开始的转录表达变化为特征。根据4小时后的表达变化，将早期变化的轮廓细分为模式a（早期变化）、模式b（早期中变化）和模式c（可持续变化）。在IG过程中，269个lncRNA和639个mRNA分别聚集成6个和7个显着表达谱。所有lncRNA配置文件均为早期变化（图3E）。在mRNA表达谱中，有6个是早期改变的，而谱12是晚期改变的。在CS和IG期间，lncRNA的聚类分布图的数量与mRNA的分布无明显差异。但是，通过计算谱图中的转录本数量，发现早期改变的lncRNA的百分比比CS中的mRNA的百分比高61.1％（88.3％vs.54.8％，图3F）。同样，IG中早期改变的lncRNA的百分比高于IG中的mRNA（100％vs.81.3％，图3F）。因此，lncRNA比mRNA对散居化和群居化处理的反应更快。在CS中，早期改变的lncRNA的表达变化速率快于285个mRNA的表达变化速率（0.55vs.0.24）和IG（0.77vs.0.39）（图3G）。因此，早期改变的lncRNA的比例和表达变化率高于早期改变的mRNA。因此，蝗虫lncRNA比mRNA对种群密度的变化更敏感。

图3lncRNA对散居化和群居化处理的快速反应

4、lncRNA参与CS和IG早期变化的不同途径

在CS中，自噬调节、剪接体和肌醇磷酸代谢途径在上位和至少两个模块中均过代表（图4C）。因此，CS中早期改变的lncRNA可能在调节自噬、RNA剪接和信号转导途径中发挥重要作用。lncRNA对自噬的调控参与了群居化的初期和中期，而对剪接体和磷酸肌醇代谢的调控则参与了整个过程。与神经递质释放有关的突触小泡循环途径的lncRNA仅在模式a（早期改变）模块中被过代表（图4C）。该结果表明，早期改变的lncRNA可能在CS期间调节神经系统中具有重要作用。此外，一些lncRNA与已知的型变相关基因密切相关。例如，早期改变的lncRNALNC531328.2、LNC1425451.2、LNC1088763.7和LNC492755.1与基因NPYR、NPF1a和Vat1相关（图4A）。持续变化的lncRNALNC494161.1和LNC1065048.14与多巴胺途径中的基因Ebony和Vat1相关。在CS网络中，程度值前5％的lncRNA被视为hublncRNA（图4A）。计算了lncRNA基因座的程度值，在CS中，基于度数排名前5％的10个lncRNA基因座被鉴定为hublncRNA。其中，四个基因表达上调，其他六个基因表达下调（图4D）。在IG期间，包括谷氨酸能突触、多巴胺能突触和胆碱能突触途径在内的与突触有关的途径得以丰富。这些途径中的大多数都富含早期改变的模块。同时，多巴胺能突触和胆碱能突触途径仅参与模式a（早期改变）的模块（图4E）。IG中也丰富了信号转导途径，例如钙信号传导、Ras信号传导、胰岛素信号传导和MAPK信号传导途径。功能注释的结果表明，与CS相比，IG中早期变化的lncRNA参与的突触相关和信号处理途径更多。

图4早期改变的lncRNA参与CS和IG的不同途径

5、LNC1010057可能调节蝗虫型变

为为了验证LNC1010057和LNC992414在蝗虫型变中的功能，进行了一系列分子生物学实验。首先，克隆了在LNC1010057和LNC992414基因座中鉴定出的长的转录本。LNC1010057由重复的A、B和C元素组成，这些元素依次分布并重复4次，但C元素重复三次（图5A）。序列比对证明LNC992414在5’端与LNC1010057共享相似的重复序列，但是它们是从不同的基因组基因座转录而来的（图5A）。尽管LNC992414的定量表达水平可以通过特异性引物检测，但LNC1010057的表达水平为重复元件的总表达水平。如预期的那样，LNC1010057和LNC992414的表达模式极为相似。在CS期间，两种lncRNA的表达持续增加，并且在16h几乎增加了四倍（图5B）。在IG期间，4h后表达水平显着下降，之后保持相对稳定（图5B）。LNC1010057和LNC992414之间的序列结构和表达模式的相似性表明它们是同源的lncRNA。但是，实时qPCR分析表明，在散居型和群居型蝗虫的大脑中，LNC1010057的表达水平比LNC992414的表达水平高约1000倍（图5C）。其次，为了测试LNC1010057和LNC992414是否参与蝗虫型变调节，在通过RNAi抑制蝗虫大脑中的表达后进行了行为分析。显着降低LNC1010057的表达水平（7470对3764610）和LNC992414（1.9vs.1.0）（图5D）后行为分析表明，群居型蝗虫其行为显着改变为散居状态（图5E）。此外，多个与型有关的行为参数发生了变化。总移动距离（TDM）和总移动持续时间（TDMV）显着降低（图5F），但是，移动速度没有区别。同时群居蝗虫的特定喜好行为显着下降（58.3对-13.5图5F）。但LNC992414表达降低并未引起从群居状态到散居状态的转变（图5G和H）。与对照相比，与型相关的行为参数（包括运动和特定物种的优选行为）没有差异（图5I）。LNC992414的RNAi实验不会引起行为变化，因此排除了LNC992414调节蝗虫型变的可能性。这些结果表明是LNC1010057而不是LNC992414潜在地调节了蝗虫的型变。

图5LNC1010057潜在地调节了蝗虫的型变

总结

lncRNA被证实是生物过程的关键调控因子，调节包括mRNA转录、稳定性、翻译和翻译后修饰等多种生物途径。之前研究表明昆虫lncRNA参与了例如杀虫剂抗性、繁殖力和腺体凋亡等生物过程，但是尚未有证据证明lncRNA可以调节非模型昆虫的行为。蝗虫是世界范围内的一种农业害虫，表现出显着的表型可塑性。为了鉴定与其型变相关的lncRNA，本文系统地分析了蝗虫lncRNA的表达并注释其功能，证实与mRNAs相比lncRNAs显示对型变更敏感的响应，并证实了其中一个lncRNA可调节型变相关行为。本研究揭示了lncRNA在蝗虫型变中的重要作用以及表型中蛋白编码基因和lncRNA之间的相互作用。深入解析蝗虫散居型和群居型转变的分子机制，为可持续治理蝗虫的新策略和新方法的开发提供了基础。

研究背景

细胞自噬是一种非常保守的细胞内降解系统，近期的研究表明小鼠中细胞自噬现象表现出了生物钟节律，nr1d1基因缺陷能导致小鼠骨骼肌中自噬活动的紊乱。然而生物钟调节细胞自噬的机理还不清楚。斑马鱼的细胞自噬活动是否表现出生物钟节律还没有报道，本研究旨在以斑马鱼为实验材料研究nr1d1基因在调节细胞自噬的生物钟节律方面的作用。

实验设计

实验材料：2种材料：野生型WT和nr1d1突变型斑马鱼
2个时间点：CT2和CT14（分别为受精后122和134小时）;
无生物学重复
测序方法：百迈客Illumina HiSeq2000 PE125

结果展示

1.表型描述及关键基因在幼鱼和肝脏中的表达情况

首先用TEM（透射电镜）对一天内不同时间（ZT0，ZT6，ZT12，ZT18）的肝脏切片进行观察，统计一天内自噬体数量的变化（红色箭头处，图1，A），并进行统计（图1，B），研究表明斑马鱼肝脏内自噬体的数量符合生物钟节律。

TEM观测及自噬体数量统计结果

选取了几个以前研究过的与自噬体形成、移动、延伸、融合、降解有关的基因进行RT-PCR分析，如maplc3b，bnip3，becn1等。材料为受精后72-96小时的斑马鱼幼体和肝脏材料。由图可见这些基因都表现出明显的生物钟节律。图中白色底色表示白天，灰色底色表示黑夜。

图2 关键基因的RT-PCR检测

2.用TALEN技术构建nrid1突变斑马鱼，并进行表型研究和关键基因表达分析

用TEM观察WT和nr1d1突变斑马鱼肝脏中的自噬体数量，研究表明自噬体数量在nr1d1中明显高于WT。

图3 不同样品斑马鱼肝脏自噬体观测及统计

用RT-PCR研究在WT和nr1d1突变斑马鱼中关键基因的表达差异，nr1d1突变体中基因表达模式与WT中明显不同。

图4 差异基因的RT-PCR验证

3.用ChIP和荧光素酶研究Nr1d1直接调控的下游基因

体外荧光素酶实验表明Nr1d1蛋白能直接结合ulk1a基因的promoter区域，体内ChIP实验进一步证明Nr1d1蛋白能够结合ulk1a基因的promoter区域。说明Nr1d1能直接调控ulk1a基因的表达。

图5 荧光素和chip结果

4. 野生型WT和nr1d1突变型斑马鱼转录组分析

为了进一步说明nr1d1基因的功能，文章选取了野生型WT和nr1d1突变型斑马鱼进行转录组研究，并且取了2个时间点（CT2和CT14）。研究表明在CT2阶段两者有975个差异表达基因，在CT14阶段有1360个差异表达基因。与WT相比，在nr1d1突变体中上调的基因数量要大于下调的基因数量。

同时，选取部分关键的差异表达基因进行RT-PCR验证，结果与转录组分析结果一致。

图6 差异基因韦恩图

图7 差异基因聚类图

图8 关键基因的RT-PCR验证

研究结论

通过研究WT野生型和nr1d1突变型斑马鱼的基因表达情况，表明Nr1d1基因在生物钟调节和细胞自噬过程中起着重要作用。生物钟相关基因直接受Nr1d1调控。此外，通过转录组分析表明Nr1d1还调控胁迫、代谢、信号传导、翻译后修饰等生理过程。

图9 Nr1d1在生物钟和细胞自噬过程中的作用模式图

亮点

1.首次利用斑马鱼研究生物钟和细胞自噬的关系；
2.发现Nr1d1在生物钟调节和细胞自噬过程中的关键作用；
3.转录组研究进一步证明Nr1d1的作用，并揭示Nr1d1其它生理功能。
4.虽然转录组的内容在这篇文章中比重不大，但却揭示了除了生物钟调节和细胞自噬，Nr1d1基因还有很多其它的功能，显著提升了文章的水平，并为后续研究打好了基础。

研究背景

小球藻为单细胞可食用绿藻，能够合成虾青素和油脂；虾青素是一种结构独特的酮式类胡萝卜素，是自然界已知最强的抗氧化剂。含油脂高的藻类可作为生物质能源。

实验设计

材料选择：小球藻 取种子细胞培养到生长对数期的后期，分成3组，用于做不同处理；
处理方式：对照组T1：不做处理；
高光处理组T2：光照90μmol光子?2 s?1，6h；
葡萄糖诱导组T3：30g/L葡萄糖处理， 6h；
测序方法：Hiseq2500，4G/样；

技术路线：

研究结果

1. 虾青素和脂类定量分析

对照和葡萄糖处理组相比，葡萄糖诱导下的小球藻中，虾青素含量96h后增加了30倍，而处理组中96h后只增加了8倍。脂类和TFA含量也有类似的情况。对照组中这三种成分增加较少可能是培养基中营养成分限制的原因，在氮饥饿的情况下，导致在相同器官中虾青素和脂肪酸产量增加。

2. RNA-SEQ分析

三种不同的处理构建三个文库，测序获得clean data 10.63G，Trinty组装获得32931个unigenes。52.8%的unigenes在NR,Swiss-Prot,KEGG,GO,COG获得注释。

3. 差异表达基因分析

计算RPKM，做差异表达分析。T1与T2差异表达基因数为580，T1与T2差异表达基因数为1489。在光处理和葡萄糖处理两种情况下，差异基因功能注释表明这些基因都是与翻译、核糖体、蛋白过程、胁迫和碳固定相关的。在光处理下，卟啉和叶绿素代谢、光刺激应答是被富集的。在葡萄糖处理情况想，葡萄糖、能量产生和转化、脂肪合成等都是被富集的；而这些基因在光合作用、核糖体、蛋白运输通路中是减少的。在碳源充足的情况下，生长和能量存储基因是上调表达的，而光合作用是下调表达的。

4. RT-PCR验证

作者选了10个与虾青素和三酰甘油合成有关的unigenes进行了RT-PCR验证，其中9个基因的表达趋势与RNA-seq结果一致。只有PDS两种结果不同，可能是RNA-seq结果不准确，因为前人的研究成果中，葡萄糖是上调PDS表达的，与本文中RT-PCR结果一致。

5. 虾青素合成

在转录组测序结果中，发现MEP通路中的8个基因都被鉴定到，但是在MVA通路中只有2个基因被检测到，其中HMG表达不显著，ACAT表达量下降。这些结果表明小球藻中虾青素的合成通路中IPP和DMAPP是MEP通路合成的。其中，发现一个可能编码β-胡萝卜素激酶（BKT2）与数据库中的BKT1比对率仅为56%。功能分析发现BKT2可以转化β-胡萝卜素成为角黄素。下图为虾青素合成通路图。在葡萄糖处理情况下，与虾青素合成相关的6个基因上调差异表达。在小球藻中，葡萄糖诱导虾青素的合成，伴随着BKT1，CHYb,PDS在24h内上调表达。为研究转录组水平基因表达量与产物含量的关系，分析了5个限速基因的表达量，这些基因在葡萄糖处理72h或92h表达量达到最高，相应的，虾青素的积累量也在96h达到稳定水平。

6. 三酰甘油的合成

藻类和植物中脂肪酸的生物合成主要在叶绿体中进行。乙酰-CoA作为合成的起始物质。基于转录组测序，小球藻质体中脂肪酸合成基因被鉴定到。在葡萄糖处理情况下，这些基因大都表达量上调。另外这次测序结果中还发现几个基因对应的不同转录本。由于BC和SAD是脂肪酸合成的限速酶基因，做了进一步分析，发现BC和SAD表达量从6h到72h表达量持续上升，对应的三酰甘油含量从24h到96h持续增加。

三酰甘油（TAG）合成有两条通路：乙酰-CoA依赖的通路和乙酰-CoA不依赖的通路；转录组数据中两条通路中的基因都被鉴定到。

文章亮点

1：材料选择+处理条件；
小球藻关注的成分具有重要的经济价值，处理条件是可以促进经济成分积累，研究更加有利用价值；

2：实验数据+前人结果，深入验证；
测序结果中重点关注关键成分（虾青素和TAG）合成通路中的每一个基因，对其进行差异分析，并做不同时期的表达量分析；解释清楚在处理情况下，物质合成与基因表达的关系。针对本文的研究结果与前人研究成果比较分析。

在瘤胃中的短链脂肪酸（SCFAs）对反刍动物的生长和健康起着关键的作用，微生物G蛋白偶联受体（GPR）和微生物脱乙酰化酶（HDAC）可能是这些影响的主要调节通路。该研究主要是选用不同比例非纤维碳水化合物摄入（15-30%）的山羊模型，通过转录组测序和16srRNA测序联合研究瘤胃上皮细胞和瘤胃微生物协同的响应机制。通过研究发现，瘤胃中微生物来源的SCFAs对上皮细胞的生长和代谢受到GPR和HDAC调节网络的影响，通过对这些调控机制和饮食组成的相互关系的理解，可更深入的了解瘤胃的新陈代谢机制，更好的促进牧业的发展。

样品取材：共6只雄性山羊，随机分为两组，第一组饲养为65%的干草+35%的饲料（MC组），另一组为90%的干草+10%的饲料（LC组）；喂养28d后进行取样。

微生物多样性样品：饲养第28天，在清晨喂养0h、2h、5h以及8h进行取样，瘤胃内容物用4层纱布取样 ，收集瘤胃液15ml，-20℃保存用于提取。

转录调控测序取样：取10cm2瘤胃组织，用冷却的PBS进行清洗，去除肌肉层，取上皮组织切块于TRIzol保存液保存。液氮速冻5min后，-80保存用于RNA提取。

短链脂肪酸（SCFAs）浓度测定：上述样品加入5%HgCl2用于浓度测定。

测序分析：

瘤胃内容物微生物多样性测序：细菌V3+V4区、Illumina Miseq 平台测序

瘤胃上皮细胞转录组测序测序： PE125 测序、Illumina Hiseq2500 平台测序

饲养不同处理组（MC和LC）、喂养取样不同时间点间瘤胃内总短链脂肪酸（SCFA）、PH以及短链脂肪酸（SCFA）主要成分的变化情况进行分析，如下图。

?图1.1?总SCFA变化情况

图1.2?PH变化情况

图1.3?SCFA主成分变化情况

2、瘤胃微生物多样性分析：

2.1细菌群落结构分析

在细菌门水平，一共有14个原核的门被鉴定，主要是厚壁菌门（35.7-30.1%），拟杆菌门（26.6-43.6%）、互养菌门（11-7%），且通过门水平维恩图分析发现，在两组（MC和LC）间门水平组成相同，比较分析两组间微生物变化情况发现（如图：FIG2），MC组相比于LC组，互养菌门增长了57%，无壁菌门增长了330%。而黏胶球形菌门降低了63%，纤维杆菌门降低了65%；

图2.1?两组间门水平Venn图分析

图2.2 两组间门水平OTU分析

在细菌属水平。共鉴定出75个属水平细菌，在两组间共有70个属，在MC组有三个特有的属，在LC水平有2个特有的属，普氏菌属（10.4-17.9%）在两组间都为主要属水平的菌。

图3.1 两组间属水平Venn图分析

图3.2?两组间属水平OTU分析

2.2 微生物群落的多样性和丰富性

在门水平，MC组的拟杆菌门和厚壁菌门显著性高于Lc组（P＜0.05），互养菌门显著性低于Lc组（如下图4），通过最大似然法（ML）计算27个丰度大于1% 的OTU进行分析显示，在MC组显著增加的OTU属于子单胞菌科，疣微菌科、韦荣球菌科、疣微菌门，相反的，58%（7/12）显著降低的OTU属于普雷沃氏菌科（如下图5）；

?图4

图5

3.瘤胃表达谱分析：

3.1 瘤胃上皮细胞GPRs和HDACs的表达谱分析

RNA-Seq测序方法用于研究山羊瘤胃微生物G蛋白偶联受体（GPRs）和微生物脱乙酰化酶（HDACs）表达情况以及调控网络，过滤得到127M clean data，平均有83%数据比对到NCBI山羊参考基因组，得到73个GPR家族成员和11个HDAC家族成员比对到山羊基因组，转录组数据分析发现有20个GPR家族成员和7个HDAC家族成员在瘤胃上皮细胞中表达。通过比较LC组中基因的表达发现GPR1，87，89A，155显著上调（P＜0.05），在MC组中GPR107，游离脂肪酸受体4（FFAR4, also known as GPR120），羟基烃酸受体2（HCAR2, also known as GPR109A）显著上调（P＜0.05），通过组内基因表达分析，在两组内都发现GPR家族中GPR87表达*高，HDAC家族中HDCA1的表达*高

3.2 GPRs和HDACs保守序列分析

为了研究GPR和HDAC在进化过程中差异表达的保守序列，通过用所有基因进行ML进化树分析，所有的 GPRS和HDACS在脊椎动物门都是高度保守的。研究GPR家族内成员的保守序列发现，在GPR家族成员没有超过30%的相似性，在HDAC家族成员之间也发现了同样的结果。

图6

3.3 差异表达的GPRS和HDACs基因相关KEGG通路分析

为了研究GPR和HDAC共表达网络的生物学意义，改研究注释了相关的信号通路和KEGG功能，发现显著差异的邻近基因被分类到瘤胃上皮细胞的生理调节过程，因此发现了两类和上皮细胞生长调节有关系的功能网络，其中一类是上皮细胞生长网络（包括细胞凋亡，增殖和分化，见下图7），另外一类是上皮细胞的代谢网络（包括辅酶因子和维生素代谢，能量代谢、氨基酸代谢等，见下图8）；

图7：上皮细胞生长网络图

图8：上皮细胞代谢网络图

在上皮细胞生长网络中，基因GPR1，89和155的表达上调导致LAMTOR3蛋白，蛋白激酶和ELK1表达上调，这三种蛋白都存在于MAPK信号通路上，和细胞的增殖分化有关。此外，GPR1的 表达增加和酸性酰胺酶（ASAH1）的下调相关，ASAH1存在于调节细胞凋亡、生存和增殖的信号通路上。对于HDACs家族基因HDAC4,5,6和10基因的上调和五个调节细胞凋亡，生存和增殖基因的下调有关。

在上皮细胞代谢网络中，GPR1、87和89A基因的上调表达与辅酶2、4以及4L（ND2，4，4L），ATP5H，NDUFA4有关，HDAC1的下调表达ND6的上调表达有关。以上所有相关的酶都和能量代谢的氧化磷酸化有关。

4.转录调控和16s rRNA数据联合分析?

GPR和HDAC的表达、SCFAS主成分浓度比例以及属水平细菌相对丰度关系分析

通过CCA相关性分析发现，显著上调的GPRs和HDACs与8个显著增加的微生物属（56个 OTUS）是呈正相关，显著下调的GPRs和HDACs和9个显著减少的细菌属呈正相关（63个OTU），然而HDAC1与丁酸盐的比例呈负相关。

该研究得到的结果揭示，SCFA调节的GPR和HDAC共调控网络存在于瘤胃的上皮细胞，该共调节网络作用可作用于动物敏感√确地接受微生物区的信号调节，这些调控网络调节上皮细胞各种生理学过程，尤其是细胞的生长和新陈代谢，在促进动物的生长和维持上皮细胞的完整性起到关键的作用。此外，这些调控网络重要的调控机制对于共生的细菌来说，主要通过调节上皮细胞生理过程提高细菌在宿主中的共生条件。通过了解宿主动物和微生物区之间互相的调节机制，加上相应饮食中的外界干预调节因素，可以可持续性的更好的提高动物的健康和生长。