【摘要】：目的:從基因表達水平探討矽肺發(fā)生的分子機制,以染矽塵大鼠為研究對象進行肺組織基因表達譜的比較分析,并初步對差異基因的表達、功能及關鍵的生物學信息轉(zhuǎn)導通路進行探討,以期從基因水平上揭示矽肺纖維化形成機制。 方法:采用隨機數(shù)字表將80只大鼠分為2個實驗組,即對照組、染矽塵組。每組均分為5個時間點為1、7、14、21、28d,各組每個時間點均隨機分配8只大鼠。采用氣管暴露法造模,以氣管灌注生理鹽水的大鼠作為對照組;氣管灌注二氧化硅懸液1ml(50mg/ml)為染矽塵組。采用HE染色和天狼猩紅染色法,分別觀察矽結節(jié)和Ⅰ、Ⅲ型膠原。選用Illumina大鼠全基因表達芯片RatRef-12 Beadchip,經(jīng)RNA擴增和標記、芯片雜交,并用BeadStation500激光共聚焦掃描系統(tǒng)進行掃描;用BeadStudio分析軟件將掃描獲取的熒光信號強度進行歸一化處理,應用fold值選取矽肺纖維化差異表達基因。運用DAVID生物信息學分析軟件對各時間點的差異基因進行統(tǒng)計學富集分析,采用Matlab, KEGG等生物信息學分析軟件對動態(tài)變化差異基因的功能和生物學通路進行初步的研究,找出關鍵的生物學信號轉(zhuǎn)導通路。 結果: HE染色結果和天狼猩紅染色結果均顯示大鼠矽肺模型是成功的;在大鼠全基因組表達芯片中檢測結果:(1)染矽塵第1到14天,即大鼠矽肺的炎癥階段,DAVID分析結果得到差異基因共91個GO功能簇,KEGG pathway共有41條;(2)染矽塵第14到28天,即大鼠矽肺的纖維化階段,DAVID分析結果得到差異基因共95個GO功能簇,KEGG pathway共有42條;(3)動態(tài)變化的差異基因共2694個,其中在各個時間點均表現(xiàn)上調(diào)的基因共290個,Matlab分析共得到90個GO功能簇,主要涉及:①細胞生命生化反應相關基因,包括細胞周期、細胞分化和增殖、細胞凋亡、細胞骨架、細胞信號轉(zhuǎn)導、傳遞、氧化應激反應、DNA損傷應激反應、熱休克蛋白等與毒性機制相關的基因;②與DNA、RNA和蛋白代謝,及與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)等生物過程相關的基因;③與氧化還原酶、氧化磷酸酶、水解酶、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶、蛋白激酶等分子功能相關基因;④以及細胞因子、趨化因子及免疫反應相關的基因等。KEGG pathway分析結果是共有141條信號轉(zhuǎn)導通路參與矽肺纖維化的發(fā)生發(fā)展,其中48條較為顯著(p0.01),尤為突出的是MAPK信號通路。 結論:本次實驗結果獲取了染矽塵肺組織的差異基因表達譜,從生物信息學角度群體分析了差異基因表達譜,將眾多矽肺相關的基因涉及的主要信號轉(zhuǎn)導通道進行了研究,結果發(fā)現(xiàn)這些通路之間存在著錯綜復雜的交織,共同調(diào)控著矽肺纖維化的發(fā)生發(fā)展。
【圖文】：

17圖 1 樣本 RNA 擴增和標記的原理和程序e 1 Principle and Procedure of RNA Amplification and l芯片雜交 取 750 ng CRNA 樣本加 RNase-free 水至 5μl，室溫靜置 取出基因表達雜交緩沖液（GEX-HYB）和基因表達濕

膠原只有少量增多；第 28 天（附圖 2J），粗大的橘紅與纖細的淡綠色膠原呈網(wǎng)狀交織存在，不滿整個視野顆粒。2 肺組織中提取的全基因組總 RNA 的質(zhì)量從每組隨機挑選 2 個組織，提取大鼠肺組織的全經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳進行質(zhì)量檢測，結果如圖 2 所示有清晰的 5S、18S、28S rRNA 條帶，條帶無彌散、拖尾的亮度是 18S rRNA 的亮度的 2 倍，，無明顯降解。經(jīng)光光度計測定，OD260 OD280 在 1.8～2.0 之間。表組總 RNA 提取質(zhì)量合格，可以用于基因芯片雜交實1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
【學位授予單位】：華北煤炭醫(yī)學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：R563.9

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本文編號：2668713