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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 小G蛋白信號(hào)通路相關(guān)基因在大鼠肝再生中表達(dá)方式與作用分析
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 肝臟有重要功能和再生能力。部分肝切除后，殘肝細(xì)胞迅速進(jìn)入細(xì)胞周期循環(huán)以補(bǔ)償丟失的肝組織，該過程稱為肝再生，涉及細(xì)胞激活、去分化、增殖及其調(diào)控、再分化、組織結(jié)構(gòu)和功能重建等生理活動(dòng)，受到包括G蛋白信號(hào)通路在內(nèi)的多條信號(hào)通路調(diào)控。通常將G蛋白分為三聚體G蛋白和小G蛋白，小G蛋白又分為RAS、RHO/RAC/CDC42、RAB、RAN和SAR/ARF等5個(gè)家族，它們參與細(xì)胞的諸多功能調(diào)控。為在基因轉(zhuǎn)錄水平了解小G蛋白信號(hào)通路在大鼠肝再生中作用，本文用含369個(gè)上述信號(hào)通路基因的Rat Genome 230 2.0芯片檢測(cè)了大鼠2/3肝切除后基因表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)小G蛋白信號(hào)通路的138個(gè)基因與肝再生相關(guān)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了它們?cè)诟卧偕械谋磉_(dá)方式與作用。
- 詳細(xì)介紹：
- 肝臟是人體重要的器官之一，有極強(qiáng)的再生能力。部分肝切除后，殘肝細(xì)胞迅速進(jìn)入細(xì)胞周期循環(huán)以補(bǔ)償丟失的肝組織，該過程稱為肝再生。通常，根據(jù)時(shí)間進(jìn)程將肝再生分為即刻早期（PH后0.5-4h）、早期（PH后6-12h）、中期（PH后16-36h）、晚期（PH后42-66h）和末期（PH后72-168h）等五個(gè)時(shí)期，涉及細(xì)胞激活、去分化、增殖及其調(diào)控、再分化、組織結(jié)構(gòu)和功能重建等生理活動(dòng)，受到包括G蛋白信號(hào)通路在內(nèi)的多條信號(hào)通路調(diào)控。通常將G蛋白分為三聚體G蛋白和小G蛋白，小G蛋白又分為RAS、RHO/RAC/CDC42、RAB、RAN和SAR/ARF等5個(gè)家族。它們參與細(xì)胞的諸多功能調(diào)控，如RAS家族調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和分化，RHO/RAC/CDC42家族調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架形成調(diào)控肌動(dòng)蛋白重組過程和參與MAPK激酶的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，RHO/RAC/CDC42、RAB和SAR/ARF家族參與囊泡運(yùn)輸，RAN家族參與核膜重建等。為在基因轉(zhuǎn)錄水平了解小G蛋白信號(hào)通路在大鼠肝再生中作用，本文用含369個(gè)上述信號(hào)通路基因的Rat Genome 230 2.0芯片檢測(cè)了大鼠2/3肝切除后基因表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)小G蛋白R(shí)AS、RHO/RAC/CDC42、RAB、RAN和SAR/ARF信號(hào)途徑的32、40、20、6和6個(gè)基因與肝再生相關(guān)，然后將系統(tǒng)生物學(xué)和生物信息學(xué)結(jié)合分析上述基因在肝再生中的作用。為進(jìn)一步闡明肝再生中生理生化活動(dòng)分子機(jī)制以及尋找肝病治療基因靶點(diǎn)提供了理論基礎(chǔ)。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的 在基因轉(zhuǎn)錄水平了解大鼠肝再生中小G蛋白信號(hào)通路相關(guān)基因的表達(dá)方式和作用。 基本思路 用搜集網(wǎng)站資料和查閱相關(guān)論文等方法獲得上述基因，用Rat Genome 230 2.0芯片檢測(cè)它們?cè)诖笫蟾卧偕斜磉_(dá)情況，用比較部分肝切除組與手術(shù)對(duì)照組中基因表達(dá)差異性確定肝再生相關(guān)基因。用系統(tǒng)生物學(xué)方法分析上述結(jié)果獲得小G蛋白信號(hào)通路相關(guān)基因?qū)Ω卧偕恼{(diào)控作用。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本文從較長(zhǎng)時(shí)間（PH后0.5h-7d）和較多恢復(fù)時(shí)點(diǎn)（共10個(gè)）入手，用大鼠全基因組芯片和生物信息學(xué)分析相結(jié)合的方法分析大鼠肝再生中小G蛋白信號(hào)通路相關(guān)基因的表達(dá)動(dòng)態(tài)、模式以及作用。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本文初步分析了小G蛋白信號(hào)通路相關(guān)基因在肝再生中的表達(dá)變化和作用，證實(shí)了它在肝再生的細(xì)胞增殖、細(xì)胞骨架形成和核膜重建等生理生化活動(dòng)中起調(diào)控作用，為肝病的治療提供了眾多候選基因和理論基礎(chǔ)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義；同時(shí)還為探索與這些基因表達(dá)的蛋白功能失調(diào)相關(guān)的肝病的發(fā)病機(jī)制、尋找肝病診斷的新靶標(biāo)和新策略、設(shè)計(jì)和開發(fā)抗肝病藥物等奠定了理論基礎(chǔ)，具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為在基因轉(zhuǎn)錄水平了解大鼠肝再生中小G蛋白信號(hào)通路相關(guān)基因的表達(dá)方式和作用。本研究用搜集網(wǎng)站資料和查閱相關(guān)論文等方法獲得上述基因，用Rat Genome 230 2.0芯片檢測(cè)它們?cè)诖笫笤偕斜磉_(dá)情況，用比較部分肝切除組和手術(shù)對(duì)照組中基因表達(dá)的差異性確定肝再生相關(guān)基因。初步證實(shí)上述基因中138個(gè)基因與肝再生相關(guān)。其中，肝再生即刻早期、早期、中期、晚期和末期等五個(gè)階段起始表達(dá)的基因數(shù)為39，9，60，17和13；基因總表達(dá)次數(shù)為58，50，158，162和96。它們共表達(dá)上調(diào)356次，下調(diào)168次，分為5種表達(dá)方式，表明肝再生中基因的表達(dá)變化復(fù)雜多樣。根據(jù)上述結(jié)果推測(cè)，小G蛋白信號(hào)通路促進(jìn)肝再生中細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、骨架形成和囊泡運(yùn)輸?shù)然顒?dòng)。
獲獎(jiǎng)情況
- 該文章發(fā)表于核心刊物《科學(xué)研究月刊》（2008年第41期 第118-122頁(yè)），并被評(píng)為“優(yōu)秀論文”。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
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同類課題研究水平概述
- 肝臟是機(jī)體重要的器官之一，具有極強(qiáng)再生能力。在肝臟受到損傷(外科切除、化學(xué)性或病毒性損傷)時(shí)，肝細(xì)胞迅速進(jìn)入代償性增生。通常，人們根據(jù)時(shí)間進(jìn)程將肝再生分為即刻早期(PH后0.5-4h)、早期(PH后6-12h)、中期(PH后16-36h)、晚期(PH后42-66h)和末期(PH后72-168h)五個(gè)時(shí)期。它涉及細(xì)胞激活、去分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡等諸多重要的生理生化活動(dòng)過程，需要多基因、多蛋白和多條通路共同參與，受到包括小G蛋白信號(hào)通路在內(nèi)的多條信號(hào)通路的調(diào)控，是研究器官發(fā)生、發(fā)育的理想模型。 小G蛋白(small GTPases)是近年來細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究熱點(diǎn)，它是一類單體GTP結(jié)合蛋白，具有GTPase活性，分子量?jī)H有21-30KD，被認(rèn)為是多種細(xì)胞功能的分子開關(guān)。小G蛋白包括RAS、RHO、RAB、RAN和SAR/ARF等5個(gè)亞家族，每個(gè)亞家族在細(xì)胞中起著不同的調(diào)控作用。其中RAS家族調(diào)節(jié)酵母和哺乳動(dòng)物細(xì)胞生長(zhǎng)和分化；RHO家族調(diào)控肌動(dòng)蛋白重組過程和參與MAPK激酶的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程；RAB和SAR/ARF家族參與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)過程；RAN家族在核孔位置調(diào)控蛋白和RNA分子的運(yùn)輸過程。大量小G蛋白參與的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)還起著為G-蛋白偶聯(lián)受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、Ca2＋信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等信號(hào)通路解碼的作用，在真核細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中處于中樞位置。 目前，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者多通過研究信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中關(guān)鍵的一個(gè)或多個(gè)基因或蛋白的表達(dá)變化來判斷它們?cè)诟卧偕械淖饔?，而本文將整條小G蛋白信號(hào)通路作為研究對(duì)象，采用高通量生物學(xué)分析的Rat Genome 230 2.0基因表達(dá)譜芯片（Affymetrix公司, USA）檢測(cè)該通路相關(guān)基因在大鼠肝再生中表達(dá)變化，通過系統(tǒng)生物學(xué)和生物信息學(xué)方法分析檢測(cè)結(jié)果，旨在研究該通路在肝再生中的調(diào)節(jié)機(jī)制及其與其他信號(hào)通路的交叉反應(yīng)，有助于闡明參與肝再生的多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及它們之間的“對(duì)話”關(guān)系，對(duì)研究肝再生中細(xì)胞增殖、分化、囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)等多種生理生化過程具有重要意義。并且為肝病的基因治療提供了大量候選基因和理論基礎(chǔ)，對(duì)于闡明肝病的發(fā)生機(jī)制和建立新的治療策略具有深遠(yuǎn)意義。
