三日龄大鼠脑缺血后脑室下区微环境基因表达谱变化的研究

论文摘要

脑室下区（subventricular zone,SVZ）是未成熟及成熟脑内最大的神经干细胞库,即使到成年,SVZ仍持续保持着神经干细胞增殖分化的潜能,脑缺血损伤可刺激该区神经干细胞发生自我更新及增殖分化,依靠神经新生（neurogenesis）修复损伤,这为脑缺血损伤修复提供了新的理论基础。早产儿大脑尚处于发育未成熟阶段,如何利用早产儿大脑可塑性强的特点,激活内源性神经干细胞修复损伤,已成为早产儿缺血性脑损伤治疗策略中最具潜能的发展方向。神经干细胞的自我更新、增殖分化主要依赖于周围特殊的微环境（niche）,微环境不复存在,干细胞更新和增殖分化的能力也大大降低,研究缺血对微环境变化的影响有助于进一步阐明神经新生的发生机制。构成干细胞微环境结构复杂,有多个细胞因子通过多条信号通路同时发挥作用,基因芯片（microarray）以其高通量检测基因表达信息的特点为本研究提供了有效手段。为了研究缺血损伤对未成熟脑脑室下区神经干细胞微环境基因表达变化的影响,本研究采用三日龄新生Sprague-Dawley大鼠,结扎双侧颈总动脉（bilateralcarotid artery occlusion,BCAO）建立缺血模型,分别于三个时间点:即缺血发生后1天、4天、7天处死动物,分离脑室下区组织,提取组织RNA,经处理后与Affymetrix Rat320 2.0表达谱芯片杂交,所得芯片数据分别采用差异基因筛选、基于基因功能的表达趋势、基因功能相似性网络三种方法进行分析,并采用Real-Time PCR进行相关验证。研究结果如下:1.通过差异基因筛选,发现三日龄大鼠脑血损伤后脑室下区有17个基因表达发生变化,其中上调基因10个,下调基因7个,这些基因参与细胞增殖、信号转导、细胞结构等生物体多种功能,包括Wnt、Notch、BMP、VEGF等通路成员。2.基于基因功能的表达趋势分析显示,在所有参与增殖、凋亡功能的基因中,TGFβ在三日龄大鼠脑血损伤后脑室下区微环境基因表达变化中起枢纽作用。Real-time PCR验证结果显示,TGFβ1及其下游Smad2蛋白于缺血发生后1天、4天、7天表达均上升,7天达高峰。3.在参与Wnt、TGF、BMP、VEGF通路所有基因组成的基因功能相似性网络中,有13个基因在网络中起核心调控作用,调控作用可发生于多个水平,表现为协同或拮抗,且该群基因可能组成整个缺血损伤后脑室下区神经新生微环境调控网络核心的一部分。

论文目录

• 一.缩略语表
• 二.中文摘要
• 三.英文摘要
• 四.正文
• （一） 前言
• （二） 材料与方法
• 1.实验设备
• 2.动物模型
• 3.实验方法
• 4.芯片数据分析
• 5.Real-Time PCR
• （三） 结果
• 1.RNA完整性分析
• 2.差异基因筛选
• 3.基于基因功能的表达趋势分析
• 4.基因功能相似性网络分析
• 5.Real-Time PCR
• （四） 讨论
• 1.差异表达基因
• 2.TGF β在基因表达变化趋势中的作用
• 3.基因功能相似性网络
• （五） 结论
• （六） 参考文献
• 五.综述
• 六.致谢