软骨细胞发生和分化基因与大鼠肝再生的相关性(英文)

肝脏由多种细胞构成,肝再生与细胞分化密切相关,细胞分化受基因转录水平调控.为在基因转录水平了解软骨细胞的发生和分化相关基因在大鼠肝再生中作用,通过搜集网站资料和查阅相关论文等方法获得参与软骨细胞发生和分化的基因,用Rat Genome 230 2.0芯片检测它们在大鼠肝再生(liver regeneration,LR)中表达情况,用比较真、假手术中基因表达差异确定肝再生相关基因.初步证实上述基因中23个基因与肝再生相关.肝再生启动(PH后0.5～4 h)、G0/G1过渡(PH后4～6 h)、细胞增殖(PH后6～66 h)、细胞分化和组织结构功能重建(PH后72～168 h)等四个阶段起始表达的基因数为15、4、8和0;基因的总表达次数为15、10、22和17.表明相关基因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100次、下调77次,分为17种表达方式,表明肝再生中软骨细胞发生和分化相关基因活动多样和复杂.根据本文研究结果推测,上述基因不仅调节软骨细胞发生和分化,而且参与肝再生的生理生化活动.     

大鼠肝再生中肝细胞基因表达与DNA裸露的相关性研究

为了解大鼠肝再生中肝细胞的基因表达与DNA裸露的相关性,分离大鼠肝细胞,提取裸露DNA,用SOLEXA方法对DNA测序,用BWA软件拼装测序片段,用IPA软件分析拼装的基因种类和作用,用Rat Genome230 2.0芯片检测基因的转录情况.研究表明,大鼠肝再生的12h(PH后12h),肝细胞的裸露DNA涉及16 912个基因,1 701个基因发生了有意义裸露量变化.其中,25个基因的裸露量上调,1 676个基因的裸露量下调.与Rat Genome 230 2.0芯片的检测的基因转录比对表明,肝细胞的AKR7A3,BMYC,CDC25B等26个基因的裸露量和表达量均下调,表明大鼠肝再生12h时,这些基因的表达可能受染色体结构调控.     

AA818342等6个新基因参与大鼠再生肝8种细胞的PLC信号转导

为了解AA818342、BM389035、BF289002、BF403759、AI170687、AI715484等6个新基因在PLC信号通路中的作用及与大鼠肝再生的相关性,分离大鼠再生肝8种细胞,检测它们的基因表达变化,分析新基因与已知基因的序列同源性、共表达关系及参与的生理活动.结果表明,AA818342与col8a1同源,在30 h和72 h再生肝的卵圆细胞中表达下调,在各期再生肝的库普弗细胞中表达上调.BM389035与itga1同源,在168 h再生肝的树突状细胞中表达下调.BF289002与gnai1同源,在12 h和168 h再生肝的卵圆细胞表达上调.BF403759与cacna1d同源,在2 h再生肝的星形细胞表达上调.AI170687与mef2c同源,在36 h再生肝的树突状细胞中表达下调.AI715484与prkce同源,在2 h再生肝的星形细胞中表达上调.上述基因转录谱预示,AA818342等6个新基因属于PLC信号通路成分,参与大鼠再生肝8种细胞的PLC信号转导.     

NF-κB信号通路在大鼠肝再生中调节肝细胞增殖的机理研究

为了解大鼠肝再生中肝细胞NF-κB信号通路对肝细胞增殖的调节作用,用Rat Genome 230 2.0芯片检测大鼠肝再生中NF-κB信号通路相关基因表达变化发现,芯片含138个NF-κB信号通路基因,其中46个基因与大鼠肝再生相关.用Ingenuity Pathway Analysis 9.0(IPA)软件解析上述基因表达变化预示的该信号通路调节肝细胞增殖作用发现,该通路的白细胞介素-1(IL-1)途径在大鼠肝再生起始阶段促进肝细胞增殖,生长因子(GF)途径在进展阶段促进肝细胞增殖,肿瘤坏死因子-α(TNF-α)途径在起始阶段促进肝细胞增殖,终止阶段抑制肝细胞增殖.     

建立基因协同作用算法解析大鼠肝再生中基因表达丰度预示的细胞增殖活动

随着生物高通量分析技术的发展,获得基因组／蛋白组数据已较易实现．然而解析这些数据的生物学意义尚有不少困难,亟待克服．从生理反应的多样性、多步骤性、可逆性、循环性、重复性、网络性、可控性、适应性等特点入手,以基因表达丰度为基础,根据时间序列分析原理,应用皮尔森相关系数建立了两种描述基因协同作用的谱函数E。（￡）和巨,用它们分析基因表达丰度、表达变化预示的大鼠肝再生中肝细胞的增殖活动．结果显示,大鼠肝再生的进展阶段,即PH后12～72h肝细胞的增殖活动显著强于对照．进一步分析相关文献资料发现,上述结果与文献报道一致,表明在解析生物高通量分析数据的生物学意义方面,基因协同作用算法有一定应用价值．     

AW915115参与大鼠再生肝星形细胞的Notch信号转导

为了解新基因AW915115在Notch信号通路中的作用及与大鼠肝再生的相关性,用Percoll密度梯度离心结合免疫磁珠分选方法分离大鼠再生肝的8种细胞,用Rat Genome 230 2.0芯片等检测上述细胞的Notch信号通路基因在大鼠肝再生中的表达变化,用BLAST、Microsoft Excel等软件分别分析新基因与已知基因的序列同源性和共表达关系,用生物信息学和系统生物学等方法分析上述基因参与的生理活动.结果表明,AW915115与活化Notch受体的N-乙酰葡糖基转移酶基因lfng同源,并且在2 h和12 h再生肝星形细胞中表达下调.根据上述基因的同源性和共表达关系推测,新基因AW915115参与大鼠再生肝星形细胞的Notch信号转导.     

大鼠再生肝8种细胞的嘌呤核苷酸代谢基因转录谱预示的代谢活动

为了解大鼠肝再生中肝细胞、胆管上皮细胞、卵圆细胞、星形细胞、窦内皮细胞、库普弗细胞、陷窝细胞、树突状细胞等8种肝脏细胞的嘌呤核苷酸代谢基因转录谱及预示的代谢活动,按张丽君[1]等方法分离大鼠部分肝切除后10个恢复时间点大鼠再生肝的上述8种细胞,用RatGenome2302.0芯片等检测嘌呤核苷酸代谢基因在上述细胞中表达变化,用Excel等软件及生物信息学和系统生物学等方法分析它们的表达模式、预示的生理活动等.结果表明,85个嘌呤核苷酸代谢基因在大鼠肝再生中发生了有意义表达变化,8种细胞的相应基因数为40,43,30,42,22,26,36和48.上调、下调、上/下调的基因个数为49、11、31,相应细胞的基因数为27、20和1,31、4和1,15、7和3,12、10和0,23、15和3,19、7和2,39、3和1,33、6和0.其中,催化DNA合成的DNA聚合酶基因和催化RNA合成的RNA聚合酶基因在肝再生的多个时间点和多种细胞中表达增强,胆管上皮细胞和星形细胞的腺苷酸合成相关基因表达增强.肝细胞、卵圆细胞和星形细胞的核苷酸分解相关基因、肝细胞、星形细胞和树突状细胞的嘌呤核苷分解相关基因表达减弱.预示大鼠肝再生与嘌呤核苷酸代谢密切相关.     

大鼠再生肝8种肝脏细胞的生物氧化相关基因转录谱预示的生理活动

为了解大鼠肝再生中8种肝脏细胞的生物氧化相关基因转录谱及其预示的生理活动,用Percoll密度梯度离心结合免疫磁珠分选方法分离大鼠再生肝的肝细胞、胆管上皮细胞、卵圆细胞、星形细胞、窦内皮细胞、库普弗细胞、陷窝细胞和树突状细胞等8种细胞,用Rat Genome2302.0芯片等检测生物氧化相关基因在上述细胞中表达变化,用H-Cluster等软件及生物信息学和系统学生物等方法分析它们的表达模式及预示的生理活动.结果表明:38个生物氧化相关基因在大鼠肝再生中发生了有意义表达变化,相应细胞的基因数为6,32,0,2,3,1,3,2个.肝再生启动阶段和进展阶段的NAD+合成增强,从NADH到O2的电子传递及ATP合成增强.终止阶段的FADH2分解减弱,从FADH2到O2的电子传递减弱.结论:大鼠肝再生与生物氧化密切相关.     

大鼠再生肝8种细胞的葡萄糖代谢基因转录谱预示的代谢活动

为了解大鼠肝再生中8种肝脏细胞的葡萄糖代谢基因转录谱及其预示的葡萄糖代谢活动,用percoll密度梯度离心结合免疫磁珠分选方法分离大鼠再生肝的8种细胞,用RatGenome2302.0芯片等检测上述细胞的葡萄糖代谢基因在大鼠肝再生中的表达变化,用H-Cluster软件分析基因表达模式,用生物信息学和系统生物学等方法分析基因表达变化预示的生理活动.结果表明,48个葡萄糖代谢基因在大鼠肝再生中发生了有意义的表达变化,其中上调、下调和上/下调的基因数分别为20、14、14,上述细胞的相应基因数为14、8和0,11、6和0,6、4和0,7、11和0,11、6和2,6、5和1,12、5和0,9、9和1,呈现21种表达相关性.上述葡萄糖代谢基因转录谱预示,肝细胞和库普弗细胞的3-磷酸甘油醛合成增多,肝细胞和胆管上皮细胞的烯醇式丙酮酸合成增多,肝星形细胞、窦内皮细胞、库普弗细胞、陷窝细胞和树突状细胞的通过三羧酸循环产生ATP活动增强.结论:大鼠肝再生与葡萄糖代谢密切相关.     

大鼠再生肝8种细胞的嘧啶核苷酸代谢相关基因转录谱预示的生理活动

为了解大鼠肝再生中8种肝脏细胞的嘧啶核苷酸代谢相关基因转录谱及其预示的代谢活动,分离大鼠再生肝的8种细胞,检测它们的嘧啶核苷酸代谢相关基因表达变化,分析其表达模式及预示的生理活动.结果表明,50个嘧啶核苷酸代谢相关基因在大鼠肝再生中发生了有意义表达变化,8种细胞的相应基因数为25、33、16、24、15、15、21和18.肝细胞、胆管上皮细胞、窦内皮细胞的通过嘧啶核苷酸前体合成嘧啶核苷酸活动增强,除树突状细胞外其他7种细胞的嘧啶核苷酸分解代谢减弱.结论:大鼠肝再生与嘧啶核苷酸代谢密切相关.     

大鼠再生肝8种细胞的脂肪酸代谢基因转录谱预示的生化活动

为了解大鼠再生肝8种细胞的脂肪酸代谢基因转录谱及预示的生化活动,按张丽君[1]等方法分离大鼠再生肝8种细胞,检测它们的脂肪酸代谢基因表达变化,分析其表达相关性及预示的生理活动.结果表明,44个脂肪酸代谢基因在大鼠肝再生中发生了有意义表达变化,8种细胞的相应基因数为22、18、11、21、19、13、27、18,上调、下调和上/下调的基因个数为11、14和19,相应细胞的基因个数为6、15和1,7、8和3,3、8和0,16、3和2,12、7和0,8、5和0,6、21和0,9、5和4.肝细胞、胆管上皮细胞、星形细胞、库普弗细胞、陷窝细胞、树突状细胞等6种细胞的脂肪酸合成相关基因表达增强,肝细胞、星形细胞、窦内皮细胞、库普弗细胞、陷窝细胞、树突状细胞等6种细胞的脂肪酸分解相关基因表达增强.上述结果预示大鼠肝再生中脂肪酸代谢活动增强,与大鼠肝再生密切相关.     

大鼠再生肝8种细胞的PPARγ信号通路相关基因转录谱预示脂类代谢活动

为了解大鼠肝再生中肝细胞、胆管上皮细胞、卵圆细胞、星形细胞、窦内皮细胞、库普弗细胞、陷窝细胞、树突状细胞等8种肝脏细胞的PPARγ信号通路相关基因转录谱及其预示的脂类代谢活动,按本卷2期张丽君[1]等方法分离大鼠再生肝8种细胞,检测它们的PPARγ信号通路基因表达谱,分析其预示的生理活动.结果表明,41个PPARγ信号通路相关基因在大鼠肝再生中发生了有意义的表达变化,其中上调、下调和上/下调的基因为9、9、23个,呈现15种表达相关性.相应细胞的基因数为10、6和1,10、12和2,7、7和0,16、8和3,18、7和1,10、6和1,11、20和0,13、9和4.它们的转录谱预示,胆管上皮细胞和星形细胞的脂肪合成、星形细胞和树突状细胞的胆固醇代谢、8种肝脏细胞的脂肪酸运输和脂肪细胞分化、星形细胞、窦内皮细胞和树突状细胞的脂肪酸氧化和糖异生、胆管上皮细胞和树突状细胞的能量代谢增强.上述结果表明,PPARγ信号通路与大鼠肝再生密切相关.     

树突状细胞在大鼠再生肝中分布及数量变化

探讨树突状细胞在大鼠再生肝中分布及数量变化,为深入研究其在肝再生进程中的作用奠定基础.制作大鼠2/3肝切除模型(PH),用两步灌流法分散肝脏细胞,用Percoll密度梯度离心和ox62免疫磁珠分离相结合方法分离树突状细胞(DC),用免疫组织化学方法定性、定位CD86和CD103在再生肝(RL)、分散的肝脏细胞及分离的树突状细胞中分布,用蛋白免疫印迹方法定量树突状细胞的CD86和CD103,用RT-PCR定量分离的树突状细胞CD86和CD103的mRNA.结果表明,0 h再生肝树突状细胞分布于肝血窦、中央静脉、胆管周围,12 h在远离中央静脉和胆管的部位出现,24 h呈弥散状分布,168 h分布与对照相同;从肝切除后0、2、6、12、24、30、36、72、120、168 h等10个时间点的大鼠再生肝中收获的树突状细胞平均数分别为每只大鼠1.55、1.59、1.87、2.46、1.49、2.73、3.87、6 04、6 52、8 40 百万个,CD86和CD103阳性细胞数目、细胞活性均在95%以上.上述结果说明在肝再生进程中树突状细胞的分布由肝血窦、中央静脉、胆管周围逐渐向全肝弥散,24 h弥散达到高峰,之后回落,至168 h分布与对照相同,但其数量随肝再生进程而增加.     

大鼠再生肝8种细胞的脂肪代谢基因转录谱预示的生化活动

为了解大鼠再生肝8种细胞的脂肪代谢基因转录谱及预示的生化活动,按张丽君[1]等方法分离大鼠再生肝的8种细胞,检测它们的脂肪代谢基因表达变化,分析其表达相关性及预示的代谢活动.结果表明,29个脂肪代谢相关基因在大鼠肝再生中发生了有意义的表达变化,8种细胞的相应基因个数为18、14、7、9、8、10、14、17.上调、下调和上/下调的基因个数为13、6和10,相应细胞的基因个数为10、8和0,12、2和0,5、2和0,5、3和1,5、2和1,8、2和0,8、6和0,10、7和0.8种肝脏细胞的脂肪分解相关基因表达增强.肝细胞、胆管上皮细胞、星形细胞、库普弗细胞、陷窝细胞、树突状细胞等6种细胞的脂肪合成相关基因表达增强.预示大鼠肝再生中脂肪代谢活动增强,与大鼠肝再生密切相关.     

大鼠再生肝中糖元及双核细胞变化的研究

正常大鼠肝细胞中存有大量糖元.肝大部分切除12小时后,肝糖元下降至零或仅少量。手术后24小时,肝糖元开始上升,至2l天呈现正常水平. 再生肝的双核肝细胞减少,由正常的10.6％降至5.6％.大部分肝切除21天后,双核肝细胞的百分率回升到正常水平,同时再生作用也完成.     

一部颇有学术造诣的力作——《大鼠肝再生的功能基因组学研究》书评

2009年底,中国高等教育出版社出版的《大鼠肝再生的功能基因组学研究》专著,分上、中、下3册,总计530多万字,汇总了大鼠再生肝及包括肝细胞、胆管上皮细胞、卵圆细胞、星形细胞、窦内皮细胞、库普弗细胞、陷窝细胞、树突状细胞等8种细胞在内的肝再生基因组学研究结果,证实8 124个基因与大鼠肝再生相关.本书资料系统、翔实、丰富,有助于了解(肝)再生的复杂性,也有助于经济、高效、有针对性地开展相关研究,是从事再生生物学和再生医学等研究不可多得的工具书和参考书.     

大鼠再生肝8种细胞的一碳代谢相关基因转录谱研究

为了解大鼠肝再生中8种肝脏细胞的一碳代谢相关基因转录谱及其预示的代谢活动,分离大鼠再生肝的8种细胞,检测它们的一碳代谢相关基因表达变化,分析其表达模式及预示的生理活动.结果表明,肝星形细胞的甲硫氨酸转化为S-腺苷甲硫氨酸活动在肝再生启动阶段增强.胆管上皮细胞的S-腺苷甲硫氨酸转化为S-腺苷高半胱氨酸、N5-甲基四氢叶酸将甲基转移给甲硫氨酸活动在进展阶段增强.肝细胞、陷窝细胞、树突状细胞的聚谷氨酸水解、四氢叶酸与N5-甲酰基四氢叶酸相互转化在肝再生3个阶段增强.结论:大鼠肝再生与一碳代谢相关.     

糖皮质激素对雌性大鼠再生肝细胞核仁组织区的影响

以肝细胞核仁组织区相关噬银蛋白(AgNORs)颗粒数目为指标,研究了大鼠部分肝切除(PH)后皮质酮对再生肝细胞转录活性的影响.结果显示:①无论何种处理方式,在PH后不同时期,肝脏门管区的肝细胞Ag-NORs数目均高于中央静脉区,大多差异极显著;②PH后24 h,各处理组(假手术、去肾上腺、去肾上腺+皮质酮)肝细胞AgNORs颗粒数均下降.除了高剂量皮质酮(40 mg/kg体重)处理组在PH 24 h后肝细胞AgNORs数持续升高外,其余各组均在PH后36 h达到最高值,随后又下降;③在PH后24~48 h,给去肾上腺大鼠注射的皮质酮剂量越高,AgNORs数目越少.以上结果表明:在PH后不同时间,大鼠肝脏门管区肝细胞的转录活性始终高于中央静脉区肝细胞;皮质酮对肝细胞的转录活性具有抑制作用,但抑制时间主要表现在PH 24 h以后.     

PI3K等5条信号通路对NIH3T3细胞周期进程的调节作用研究

为从基因转录水平解析信号通路对NIH3T3细胞周期进程的调控作用,用小鼠基因表达谱芯片Mouse Genome 4 302.0检测信号通路相关基因表达丰度发现,PI3K,STAT3,钙蛋白酶,Rho家族鸟苷酸激酶和VEGF等5条信号通路的105个基因在该细胞的细胞周期中发生有意义的表达变化.分析基因表达变化预示的信号通路作用表明,上述5条信号通路依次促进G1期、G1/S转换期、S期、G2/M转换期和M期进程.结论:上述5条信号通路促进NIH3T3细胞的细胞周期进程.     

大鼠肝再生中Cyclin D1、PCNA的动态变化

采用蛋白质印迹技术分析了肝切除不同恢复时期cyclin D1 和PCNA的含量变化,结果显示两者表达趋势基本一致,呈显著正相关(r=0.619**,P<0.01),提示cyclin D1 和PCNA在肝再生中细胞周期的 G1/S期转换和S 期DNA合成中发挥关键作用.