Notch、PPAR-γ和神经递质信号转导通路相关基因在大鼠肝再生中表达模式和作用分析
肝脏具有很强的再生能力。大鼠部分肝切除后，信号分子通过激活信号转导级联反应促进残肝细胞的转录因子AP1、NF-κB、STAT3等转录，进而促进G0期肝细胞进入G1期。然后，肝实质细胞和非实质细胞相继进行细胞周期循环，补偿丢失的肝脏细胞及恢复肝脏的生理功能，这个过程需要多条信号转导通路参与调控。以往有关报道多研究信号转导通路中单个基因在肝再生中的作用，但关于信号转导通路涉及的众多基因对肝再生的综合作用，需要通过高通量、自动化的技术和生物信息学方法全面研究。为此，本文通过检索NCBI、KEGG、RGD等网站资料，查阅相关论文，综合整理出参与Notch、PPAR-γ和神经递质信号转导通路基因。
本研究以大鼠部分肝切除后恢复不同时间的肝组织为材料，用Rat Genome2302.0芯片检测上述各通路基因在大鼠再生肝中的表达情况，筛选出与肝再生相关的基因；用系统生物学方法研究各通路基因中与肝再生相关基因的表达动态、表达模式以及作用时间和方式，探讨各通路在肝再生中的作用。通过基因的聚类分析及表达模式分析表明，不同信号转导通路中，参与肝再生的基因不同，其基因的表达模式和时间相关性也不同。基因的表达动态分析表明，上述信号转导通路基因主要在肝再生启动阶段起始表达，在不同时期发挥作用。基因表达的时间相关性分析表明，肝再生中每条信号转导通路发挥作用具有阶段性。分析结果如下：(1)参与Notch信号转导通路的基因中有65个基因与肝再生相关。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)、细胞再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33、7、32和0，基因的总表达次数为64、35、256和77，共表达上调234次、下调163次；它们表达的时间相关性分为9组；分为15种表达模式。(2)参与PPAR-γ偶联的信号转导通路的基因中有64个基因与肝再生相关，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28、4、34和2，基因的总表达次数为72、41、247和90，共上调283次、下调126次；它们表达的时间相关性分为8组；分为11种表达方式。(3)参与G蛋白偶联的神经递质信号转导通路的基因中有81个基因与肝再生相关，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36、12、38和7，基因的总表达次数为63、44、308和110，共上调312次，下调169次；它们表达的时间相关性分为10组；分为15种表达模式。通过上述生物信息学方法分析芯片检测结果表明：(1)Notch信号通路在再生肝细胞生长、增值和分化中具有重要作用；(2)PPAR-γ偶联的信号转导通路在肝再生早期、前期和后期促进糖元合成；在整个肝再生中抑制炎症反应，促进细胞增殖和迁移；(3)肝再生中乙酰胆碱受体途径促进再生肝细胞DNA合成，谷氨酸受体途径抑制再生肝细胞凋亡，神经肽受体途径调节再生肝细胞增殖、分化和凋亡。
肝细胞再生;细胞增殖;神经递质;基因表达
河南师范大学
硕士
生物学、细胞生物学
徐存拴
2007
中文
Q253;Q786
49
2010-07-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）