肝脏细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式和作用分析

论文摘要

肝脏有很强再生能力,部分肝切除(partial hepatectomy, PH)后,残肝细胞经过激活、增殖、再分化及组织结构重建等生理生化活动、持续约一周时间将丢失的肝组织补偿,这一过程称为肝再生(liver regeneration, LR)。各种肝脏细胞生长是肝再生中主要的生物学事件,因此,系统了解参与各种肝脏细胞生长的基因在肝再生中的表达谱及支配的生理生化活动对阐明肝再生分子机理有重要方面。以往相关报道多研究特定肝脏细胞生长中单个或几个基因在肝再生中的作用,但关于各种肝脏细胞生长涉及的众多基因在肝再生中综合作用,国内外尚未见报道。为此,本文通过检索NCBI、KEGG、RGD等网站资料和查阅相关文献,找出了参与肝脏干细胞、肝细胞、胆管上皮细胞、枯否氏细胞、肝内皮细胞、肝星形细胞、陷窝细胞、树突状细胞、平滑肌细胞等九种肝脏细胞生长的基因,用含28700个基因、占大鼠基因组90%基因的Rat Genome 230 2.0芯片检测了大鼠部分肝切除后恢复23个时点的大鼠再生肝基因表达谱,确定了鉴定肝再生相关基因标准,用生物信息学和系统生物学等方法分析了这些基因在大鼠肝再生中的表达模式和互作关系。同时,用荧光定量PCR检验了g6pc、lifr、cd68和npas2等四个基因在肝再生中的表达变化,以判断Rat Genome 230 2.0芯片检测结果的可靠性。研究结果表明,随机抽取的四个基因的荧光定量PCR检测结果与Rat Genome 230 2.0芯片检测结果基本一致。各种肝脏细胞生长相关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。53%基因表达增强,38%基因减弱,9%基因表达不显著,其中,参与肝脏干细胞、肝细胞、胆管上皮细胞、枯否氏细胞、肝内皮细胞、肝星形细胞、陷窝细胞、树突状细胞、平滑肌细胞生长的135、348、295、133、222、100、156、156、151个基因中42、96、88、51、62、33、52、38、54个与肝再生相关。上述肝脏细胞肝再生相关基因都呈现均上调、上调占优势、均下调、下调占优势、上调和下调相近等5种表达趋势和17、29、12、19、27、23、20、9、23类表达模式,除肝细胞外,参与胆管上皮细胞、枯否氏细胞、肝内皮细胞、肝星形细胞、树突状细胞和平滑肌细胞生长的肝再生相关基因均呈现4组时间相关性。上述基因各形成103、244、211、185、144、29、98、69和68条关联,其中,myc、fos、mapk8、akt1、igfbp1、crebbp等的关联较多。上述结果表明,Rat Genome 230 2.0表达谱芯片的分析结果基本可靠;本文的研究策略和方法是研究各种肝脏细胞生长相关基因在肝再生中作用的有效途径;肝脏干细胞、肝细胞和胆管上皮细胞的生长活动主要在肝再生启动和增殖阶段增强,枯否氏细胞、肝星形细胞和平滑肌细胞生长活动主要在肝再生启动和组织结构功能重建阶段增强,陷窝细胞生长活动主要在肝再生增殖阶段增强,窦内皮细胞生长活动则在整个肝再生中都增强。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第Ⅰ部分 文献综述
• 1 肝再生分子机制
• 1.1 肝再生的概念
• 1.2 肝再生模型
• 1.3 肝再生的机制
• 1.3.1 再生肝血液动力学
• 1.3.2 肝再生启动
• 1.3.3 肝再生进程
• 1.3.4 肝再生终止
• 2 肝脏细胞的生长调控
• 2.1 分子水平调控
• 2.2 细胞水平调控
• 2.3 整体水平调控
• 3 本论文研究的目的及意义
• 3.1 研究的目的和目标
• 3.2 理论意义和应用前景
• 参考文献
• 第Ⅱ部分 材料和方法
• 前言
• 1 材料和方法
• 1.1 再生肝的制备
• 1.2 总RNA 提取与纯化
• 1.3 cDNA 的合成和纯化
• 1.4 cRNA 合成和纯化
• 1.5 cRNA 片段化、杂交液配制
• 1.6 芯片杂交、洗脱和扫描
• 1.7 芯片检测数据获取和整理
• 1.8 肝再生相关基因的鉴定
• 1.9 基因芯片数据分析
• 1.10 荧光定量PCR
• 2 结果
• 2.1 总RNA 和纯化的mRNA
• 2.2 合成的cDNA
• 2.3 合成和片断化的cRNA
• 2.4 Rat Genome 230 2.0 芯片检测的基因在大鼠肝再生中表达变化
• 2.5 荧光定量PCR 检测的基因在大鼠肝再生中表达变化
• 3 讨论
• 参考文献
• 第Ⅲ部分 研究正文
• 第一章 肝脏干细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式和作用分析
• 前言
• 1 材料和方法
• 2 结果
• 2.1 肝脏干细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达情况
• 2.2 肝脏干细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达趋势和时间相关性
• 2.3 肝脏干细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式
• 2.4 肝脏干细胞生长相关基因在大鼠肝再生中互作关系
• 3 讨论
• 参考文献
• 第二章 肝细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式和作用分析
• 前言
• 1 材料和方法
• 2 结果
• 2.1 肝细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达情况
• 2.2 肝细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达趋势和时间相关性
• 2.3 肝细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式
• 2.4 肝细胞生长相关基因在大鼠肝再生中互作关系
• 3 讨论
• 参考文献
• 第三章 胆管上皮细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式和作用分析
• 前言
• 1 材料和方法
• 2 结果
• 2.1 胆管上皮细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达情况
• 2.2 胆管上皮细胞生长相关基因在大鼠肝再生中起始表达时间
• 2.3 胆管上皮细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达趋势和时间相关性
• 2.4 胆管上皮细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式
• 2.5 胆管上皮细胞生长相关基因在大鼠肝再生中互作关系
• 3 讨论
• 参考文献
• 第四章 枯否氏细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式和作用分析
• 前言
• 1 材料和方法
• 2 结果
• 2.1 枯否氏细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达情况
• 2.2 枯否氏细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达趋势和时间相关性
• 2.3 枯否氏细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式
• 2.4 枯否氏细胞生长相关基因在大鼠肝再生中互作关系
• 3 讨论
• 参考文献
• 第五章 肝内皮细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式和作用分析
• 前言
• 1 材料和方法
• 2 结果
• 2.1 肝内皮细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达情况
• 2.2 肝内皮细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达趋势和时间相关性
• 2.3 肝内皮细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式
• 2.4 肝内皮细胞生长相关基因在大鼠肝再生中互作关系
• 3 讨论
• 参考文献
• 第六章 肝星形细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式和作用分析
• 前言
• 1 材料和方法
• 2 结果
• 2.1 肝星形细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达情况
• 2.2 肝星形细胞生长相关基因在大鼠肝再生中起始表达时间
• 2.3 肝星形细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达趋势和时间相关性
• 2.4 肝星形细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式
• 2.5 肝星形细胞生长相关基因在大鼠肝再生中互作关系
• 3 讨论
• 参考文献
• 第七章 陷窝细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式和作用分析
• 前言
• 1 材料和方法
• 2 结果
• 2.1 陷窝细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达情况
• 2.2 陷窝细胞生长相关基因在大鼠肝再生中起始表达时间
• 2.3 陷窝细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式
• 2.4 陷窝细胞生长相关基因在大鼠肝再生中互作关系
• 3 讨论
• 参考文献
• 第八章 树突状细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式和作用分析
• 前言
• 1 材料和方法
• 2 结果
• 2.1 树突状细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达情况
• 2.2 树突状细胞生长相关基因在大鼠肝再生中起始表达时间
• 2.3 树突状细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达趋势和时间相关性
• 2.4 树突状细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式
• 2.5 树突状细胞生长相关基因在大鼠肝再生中互作关系
• 3 讨论
• 参考文献
• 第九章 平滑肌细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式和作用分析
• 前言
• 1 材料和方法
• 2 结果
• 2.1 平滑肌细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达情况
• 2.2 平滑肌细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达趋势和时间相关性
• 2.3 平滑肌细胞生长相关基因在大鼠肝再生中表达模式
• 2.4 平滑肌细胞生长相关基因在大鼠肝再生中互作关系
• 3 讨论
• 参考文献
• 第Ⅳ部分 总结与展望
• 1 总结
• 2 展望
• 3 结论
• 附录 基因缩写表
• 个人简历、在学期间参加的科研项目和发表的学术论文