蛋白质降解相关基因在大鼠肝再生中表达模式和作用分析
生命活动中蛋白降解必不可少。作为重要生命活动的肝再生涉及细胞激活、去分化、增殖、再分化、组织结构及功能重建等生理生化活动，了解在此过程中蛋白水解，特别是溶酶体和泛素-蛋白酶体的蛋白水解作用，有助于揭示肝再生分子机制。为此，本文用搜集网站资料和查阅相关论文等方法获得上述蛋白降解活动相关基因，用Rat Genome2302.0芯片检测它们在大鼠再生肝中表达情况，用比较真、假手术中基因表达的差异性确定肝再生相关基因。初步证实220个泛素-蛋白酶体途径相关基因与肝再生相关。肝再生启动(PH后0.5-4h)、G0/G1过渡(PH后4-6h)、细胞增殖(PH后6-66h)、细胞分化和组织结构功能重建(PH后72-168h)等四个阶段起始表达的基因数为90、26、123和8；总表达的基因数为153、81、740和290，表明它们主要在肝再生启动阶段起始表达，在不同阶段发挥作用。它们共表达上调747次，下调382次，表明肝再生中大多数基因表达加强，少数基因表达降低。它们表达的时间相关性分为14组，表明肝再生中细胞生理生化活动具有阶段性。它们的表达模式分为27类，表明肝再生中细胞生理生化活动多样和复杂。结果表明，泛素激活在肝再生早期部分时点、中期和后期增强，泛素结合酶活性在早期、前期以及中期和后期的部分时点增强，泛素连接活动在前期、中期的部分时点和后期增强，它们共同促进泛素向靶蛋白转移；蛋白酶体活动在早期、中期和后期增强，降解泛素化的靶蛋白；去泛素化活动在肝再生中期和后期的特定时点增强，有利于泛素循环利用。泛素-蛋白酶体途径在整个肝再生都起作用，其中，220个肝再生相关基因起重要作用。
47个溶酶体途径基因与肝再生相关。肝再生启动、G0/G1过渡、细胞增殖、细胞分化和组织结构功能重建等四个阶段起始表达的基因数为14、2、31和2，总表达的基因数为25、11、140和51，表明它们主要在肝再生启动阶段起始表达，在不同阶段发挥作用。它们共表达上调136次，下调80次，表明肝再生中大多数基因表达加强，少数基因表达降低。它们表达的时间相关性分为13组，表明肝再生中细胞生理生化活动具有阶段性。它们的表达模式分为13类，表明肝再生中细胞生理生化活动多样和复杂。上述结果表明，溶酶体途径基因与肝再生密切相关，其中，47个肝再生相关基因起重要作用。
56个半胱氨酸蛋白水解酶基因与肝再生相关。肝再生启动、G0/G1过渡、细胞增殖、细胞分化和组织结构功能重建等四个阶段起始表达的基因数为22、5、31和3；总表达的基因数为22、14、51和36，表明它们主要在肝再生启动阶段起始表达，在不同阶段发挥作用。它们共表达上调171次，下调114次，表明肝再生相关基因多数表达加强，少数表达降低。它们表达的时间相关性分为8组，表达模式分为20类。根据上述结果推测，肝再生中期Caspases的促细胞凋亡活动增强；肝再生早期蛋白的泛素化降解增强，中期和后期蛋白的泛素化降解减弱。
61个丝氨酸蛋白酶基因和3个苏氨酸蛋白酶基因与肝再生相关。肝再生启动、G0/G1过渡、细胞增殖、细胞分化和组织结构功能重建等四个阶段起始表达的基因数为27、5、35和2；总表达的基因数为55、21、255和104。它们共表达上调209次，下调205次，表明肝再生相关基因上调表达次数与下调表达次数相近。它们表达的时间相关性分为6组，表达模式分为21类。根据上述结果推测，肝再生早期氨肽酶表达降低，早期、前期和中期降解胶原蛋白和弹性蛋白的弹性蛋白酶表达增强，前期和中期糜蛋白酶表达增强。表明肝再生与蛋白质降解密切相关，其中64个肝再生相关基因起重要作用。
大鼠有14个天冬氨酸蛋白酶基因。Rat Genome2302.0芯片含上述的11个基因，其中4个基因与肝再生相关，它们多为表达下调基因。
76个金属蛋白酶基因与肝再生相关。肝再生启动、G0/G1过渡、细胞增殖、细胞分化和组织结构功能重建等四个阶段起始表达的基因数为39、6、33和4；基因的总表达次数为92、42、328和117。它们共表达上调291次，下调246次，表明肝再生中上述基因表达上调多于下调。根据肝再生中基因表达的时间相关性将上述基因分为8组，表达模式分为22类。根据上述结果推测，金属蛋白酶与肝再生密切相关，其中，76个肝再生相关基因起关键作用。
细胞分裂;肝细胞再生;蛋白酶体;基因表达
河南师范大学
硕士
生物学、细胞生物学
徐存拴;李玉昌
2007
中文
Q253;Q786
93
2010-07-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）