本文關(guān)鍵詞：正畸扭轉(zhuǎn)力作用下成人牙周膜組織的基因表達(dá)分析研究

  更多相關(guān)文章： 基因芯片 GO分析 KEGG分析 差異基因 牙周膜 基因芯片 半定量反轉(zhuǎn)錄-PCR 差異基因 牙周膜

【摘要】：目前,在臨床正畸門診患者中,有越來越多的成人患者希望得到牙齒的正畸治療,但是成人已經(jīng)停止發(fā)育,其對(duì)矯治力的組織反應(yīng)變慢；而且成人的牙槽骨有吸收,牙周狀況往往較差,或多或少都存在著牙周病癥狀,所以成人尤其應(yīng)關(guān)注其牙周組織對(duì)正畸力的反應(yīng)。成人和青少年的牙周膜組織存在著組織上以及對(duì)生物力反應(yīng)上的差異,而成人牙齒矯治更為復(fù)雜,成人的牙齒矯治初始遲緩,而當(dāng)開始移動(dòng)后則與青少年的移動(dòng)速度相同。成人牙周狀況往往較差,或多或少都存在著牙周病癥狀,通過基因芯片在分子水平上比較成人牙周膜組織受力前后基因表達(dá)的差異,尋找其牙周膜組織受力前后的差異基因及其生物學(xué)通路,以統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程處理數(shù)據(jù),篩選出關(guān)鍵性差異表達(dá)的基因,以更好地理解應(yīng)力環(huán)境中牙周膜的力學(xué)-生物學(xué)行為變化機(jī)制。第一部分扭轉(zhuǎn)力作用下成人牙周膜組織基因的差異表達(dá)目的：為了在分子基礎(chǔ)上闡明機(jī)械應(yīng)力調(diào)節(jié)牙周膜組織的功能,通過基因芯片技術(shù)比較成人牙周膜組織受到扭轉(zhuǎn)力前后基因表達(dá)的差異,尋找其牙周膜組織受力前后表達(dá)出現(xiàn)變化的基因,篩選出統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著差異表達(dá)的基因及其生物學(xué)通路,為臨床上成人正畸治療提供參考。方法：隨機(jī)選取矯治設(shè)計(jì)為拔除四個(gè)第一前磨牙的成人患者16例(8例實(shí)驗(yàn)組,8例對(duì)照組),其中女性10例,男性6例,年齡在20-26歲。每位患者上頜第一雙尖牙采用6盎司正畸扭轉(zhuǎn)力值進(jìn)行交互牽引,加力4周后時(shí)制取牙周膜組織標(biāo)本。對(duì)照組拔牙后,分別于同組相同時(shí)間內(nèi)制取牙周膜組織標(biāo)本,然后提取牙周膜組織的總RNA,制作牙周膜組織的Affymetrix Human U133 plus 2.0基因芯片。通過對(duì)基因芯片數(shù)據(jù)的系統(tǒng)處理與統(tǒng)計(jì),得到差異基因及關(guān)鍵性差異基因,應(yīng)用DAVID軟件對(duì)差異基因進(jìn)行GO功能注釋及生物學(xué)通路分析。通過STRING在線數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)關(guān)鍵性差異基因進(jìn)行分析,得到關(guān)鍵性差異基因編碼蛋白間的相互作用關(guān)系。結(jié)果：通過比較,最后得到了212對(duì)差異模塊。在這212對(duì)差異模塊中,有50對(duì)差異模塊的基因組成完全相同。在這212對(duì)差異模塊中,共包含基因727個(gè)。其中,對(duì)照組共計(jì)699個(gè)基因,處理組中共計(jì)697個(gè)基因；二者共有基因669個(gè)。利用sam法,取Delta=1,對(duì)本實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組和處理組的基因芯片信息進(jìn)行分析后共得到343個(gè)差異基因,其中倍數(shù)變化十倍以上的基因?yàn)镸IR205HG、 SOX2、MME、TSTD1、NHLH2、ARHGEF4、SYTL1、LINC00537。然后,取差異模塊基因與差異基因的交集,最后共得到10個(gè)關(guān)鍵性差異基因：ITGA7、 ITGA11、PSMB5、PSMD13、GPX4、SEC13、SEC61G、CKAP5、CENPO、GTF2F2。1.差異模塊的GO功能注釋及KEGG通路分析分別對(duì)212對(duì)差異模塊中對(duì)照組和處理組中的基因進(jìn)行富集分析(包括KEGG、GOBP、GOCC、GOMF)。比較兩者中基因富集通路、生物學(xué)過程、細(xì)胞組分和分子功能有無(wú)區(qū)別。(1)差異模塊的模塊相關(guān)密度比較分別取出差異模塊中處理組與對(duì)照組模塊相關(guān)密度之差大于0和小于0的模塊對(duì)(見表9,表10),對(duì)這些模塊中的基因進(jìn)行富集分析后結(jié)果為(見表11-14)：①相關(guān)密度增大的模塊大部分是蛋白酶體復(fù)合物和細(xì)胞胞液等細(xì)胞組分；而相關(guān)密度減小的模塊則主要為細(xì)胞核質(zhì)、小的核糖核蛋白復(fù)合物、整合素復(fù)合物、剪接體、和細(xì)胞膜等細(xì)胞組分。②相關(guān)密度增大的模塊主要為蘇氨酸內(nèi)肽酶活性、蛋白激酶活性、腺嘌呤核苷酸結(jié)合和趨化因子受體活性等分子功能；而相關(guān)密度減小的模塊則主要為翻譯起始因子活性、血紅素氧化還原酶活性、核糖核酸聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄介體活性等分子功能。③相關(guān)密度增大的模塊主要為有絲分裂細(xì)胞周期、泛素蛋白連接酶活性的調(diào)節(jié)以及蛋白質(zhì)調(diào)控的修飾過程等生物學(xué)過程；而相關(guān)密度減小的模塊則主要為細(xì)胞對(duì)激素刺激的反應(yīng)、mRNA剪接體的剪接功能以及谷胱甘肽代謝過程等生物學(xué)過程。④相關(guān)密度增大的模塊主要集中在蛋白酶體、細(xì)胞周期、NOD樣受體信號(hào)通路、趨化因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路以及細(xì)胞凋亡等生物學(xué)通路；而相關(guān)密度減小的模塊則主要集中在黏著斑、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、趨化因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、谷胱甘肽代謝等生物學(xué)通路。(2)差異模塊中基因組成比較分別對(duì)每一對(duì)差異模塊中對(duì)照組和處理組的基因組成進(jìn)行比較,找出相對(duì)于對(duì)照組來說,處理組中的模塊內(nèi)減少和增加的基因。同時(shí)對(duì)這些基因在這些差異模塊中缺失和增加的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。這些頻繁增加和缺失的基因可能與扭轉(zhuǎn)力的加載是密切相關(guān)的。通過比較分析,在這212對(duì)差異模塊中,有77個(gè)基因是二者中共有的。其中處理組共缺失基因137個(gè)(見表15),新增加基因126個(gè)(見表16),對(duì)這些基因進(jìn)行GO和KEGG富集分析(見表17-20)。①差異模塊中增加和減少的基因均主要為蛋白酶體復(fù)合物和細(xì)胞胞液和整合素復(fù)合物等細(xì)胞組分。②差異模塊中增加的基因主要為蘇氨酸型酶活性、蘇氨酸內(nèi)肽酶活性、肽酶活性等分子功能；而差異模塊中減少的基因則主要為為蘇氨酸內(nèi)肽酶、蛋白結(jié)合、激酶結(jié)合和蛋白激酶結(jié)合等分子功能。③差異模塊中增加的基因主要為蛋白泛素化的負(fù)調(diào)控、細(xì)胞蛋白代謝過程的正調(diào)節(jié)以及蛋白質(zhì)修飾過程的負(fù)調(diào)控等生物學(xué)過程；而差異模塊中減少的基因則主要為蛋白泛素化的負(fù)調(diào)控、連接酶活性的負(fù)調(diào)節(jié)以及蛋白質(zhì)修飾過程的負(fù)調(diào)控等生物學(xué)過程。④差異模塊中增加和減少的基因均主要集中在蛋白酶體、黏著斑、以及細(xì)胞外基質(zhì)受體相互作用等生物學(xué)通路。2.差異基因的GO功能注釋及KEGG通路分析使用DAVID分析工具獲取343個(gè)差異基因的生物學(xué)通路分析結(jié)果(見表21,表22) 。①差異基因主要為細(xì)胞質(zhì)膜部分、細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì)和膠原蛋白等細(xì)胞組分。②差異基因主要為整合素結(jié)合、細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)成分、氧化還原酶活性、細(xì)胞粘附分子結(jié)合以及谷胱甘肽過氧化物酶活性等分子功能。③差異基因主要為細(xì)胞外基質(zhì)組織、膠原蛋白的生物合成過程以及血管發(fā)育等生物學(xué)過程。④差異基因主要集中在谷胱甘肽代謝以及細(xì)胞外基質(zhì)受體相互作用等生物學(xué)通路。結(jié)論：1.在相關(guān)密度增大和相關(guān)密度減小的差異模塊中,差異基因均參與了趨化因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,牙周膜細(xì)胞由此產(chǎn)生了相應(yīng)的免疫反應(yīng)和趨化反應(yīng)。2.正畸扭轉(zhuǎn)力施加一個(gè)月后,可以引起成人牙周膜組織的炎癥性反應(yīng),成人的牙周組織可能出現(xiàn)牙周炎前期癥狀,所以成人尤其應(yīng)關(guān)注其牙周組織對(duì)正畸力的反應(yīng)。3.相關(guān)密度增大的模塊中差異基因生物學(xué)通路主要是與蛋白降解有關(guān),并與細(xì)胞周期調(diào)控、凋亡和炎癥應(yīng)激免疫反應(yīng)有關(guān)。4.相關(guān)密度減小的模塊中差異基因生物學(xué)通路主要是與細(xì)胞分化及礦化有關(guān),并與免疫系統(tǒng)功能調(diào)節(jié)、組織修復(fù)和骨代謝反應(yīng)有關(guān)。5.全部差異基因的富集生物學(xué)通路只集中在兩個(gè)方面：谷胱甘肽代謝以及細(xì)胞外基質(zhì)受體相互作用兩個(gè)生物學(xué)通路上。在這十個(gè)關(guān)鍵性差異基因中與這兩個(gè)基因生物學(xué)通路有關(guān)的分別是：GPX4(磷脂氫谷胱甘肽過氧化物酶)表達(dá)在谷胱甘肽的基因生物學(xué)通路中；SEC13(SEC13相關(guān)蛋白)、CKAP5(細(xì)胞骨架相關(guān)蛋白5)、CENPO(著絲粒蛋白O)以及GTF2F2(轉(zhuǎn)錄起始因子ⅡFβ亞基)表達(dá)在細(xì)胞外基質(zhì)受體相互作用的基因生物學(xué)通路上。第二部分成人正畸扭轉(zhuǎn)力作用下牙周膜關(guān)鍵性差異基因的表達(dá)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏褂冒攵糠崔D(zhuǎn)錄PCR (SqRT-PCR)方法,結(jié)合基因芯片的檢測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)之前基因芯片研究分析得到的十個(gè)關(guān)鍵性差異基因進(jìn)行驗(yàn)證,從而確定基因芯片分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。方法：選取了與芯片分析相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)本,所選患者共4名,其中2名女性,2名男性,年齡為20-26歲。對(duì)牙周膜組織進(jìn)行RNA的提取與cDNA合成,以β-actin為內(nèi)參進(jìn)行PCR擴(kuò)增,最后用凝膠成像系統(tǒng)Quantity One軟件進(jìn)行分析,結(jié)果以目的基因與β-actin條帶的相對(duì)含量表示。結(jié)果：差異基因SEC61G(蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Sec61γ亞基)基因在電泳結(jié)果圖中未見顯示,其余差異基因則均有明顯的表達(dá)。經(jīng)對(duì)其余九個(gè)關(guān)鍵性差異基因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)：差異基因ITGA11、PSMB5、PSMD13、GPX4、SEC13、 CKAP5、GTF2F2,差異具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)；差異基因ITGA7、 CENPO,其統(tǒng)計(jì)學(xué)差別結(jié)果為p0.05。結(jié)論：半定量反轉(zhuǎn)錄-PCR的驗(yàn)證結(jié)果與之前基因芯片分析結(jié)果完全相符。在正畸扭轉(zhuǎn)力作用下,牙周膜組織中的差異基因ITGA11、PSMB5、PSMD13、 GPX4、SEC13、CKAP5、GTF2F2在第一個(gè)月的牙齒矯治中發(fā)揮著顯著的作用；而差異基因ITGA7、CENPO在第一個(gè)月的牙齒矯治中也起到了一定的作用,但它們?cè)谙鄳?yīng)基因生物學(xué)通路中的作用不大。
【關(guān)鍵詞】：基因芯片 GO分析 KEGG分析 差異基因 牙周膜 基因芯片 半定量反轉(zhuǎn)錄-PCR 差異基因 牙周膜
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R783.5
【目錄】：

• 中文摘要6-11
• 英文摘要11-17
• 符號(hào)說明17-18
• 第一部分 扭轉(zhuǎn)力作用下成人牙周膜組織基因的差異表達(dá)18-43
• 前言18-19
• 材料與方法19-29
• 結(jié)果29-34
• 討論34-42
• 小結(jié)42-43
• 第二部分 成人正畸扭轉(zhuǎn)力作用下牙周膜關(guān)鍵性差異基因的表達(dá)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)43-48
• 前言43
• 材料與方法43-44
• 結(jié)果44-45
• 討論45-47
• 小結(jié)47-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 附圖表52-77
• 綜述部分77-89
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 致謝89-90
• 博士期間發(fā)表論文90-91
• 附件91

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 毛釗;楊儉;毛曦;蘇寒;;轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1和甲殼胺聯(lián)合作用對(duì)老年人牙周膜細(xì)胞生長(zhǎng)分化功能的影響[J];口腔醫(yī)學(xué);2006年05期

2 高穎;陳瑩;陶安軍;林崇韜;;各種生長(zhǎng)因子對(duì)牙周膜細(xì)胞分化的影響及研究進(jìn)展[J];口腔醫(yī)學(xué)研究;2008年02期

3 舒丹;楊四維;;牙周膜細(xì)胞體外培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J];口腔醫(yī)學(xué);2008年07期

4 何志丹;周期性離心力對(duì)人的骨細(xì)胞和牙周膜細(xì)胞的影響[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).口腔醫(yī)學(xué)分冊(cè);1996年05期

5 趙士杰;許向亮;;再植牙復(fù)合牙周膜細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究[J];實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志;2006年04期

6 程遠(yuǎn);曾照芳;朱俊;;堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子對(duì)牙周膜細(xì)胞內(nèi)核心蛋白多糖基因表達(dá)的影響[J];生物技術(shù)通報(bào);2008年03期

7 張瑛;宋莉;;牙周膜干細(xì)胞的研究進(jìn)展[J];中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù);2011年36期

8 王勤濤,吳織芬,董廣英,史俊南;纖維粘連蛋白對(duì)牙周膜細(xì)胞附著和增殖的影響[J];華西口腔醫(yī)學(xué)雜志;1998年02期

9 羅立偉;;鋅對(duì)人牙周膜細(xì)胞增殖分化的影響研究分析[J];吉林醫(yī)學(xué);2009年23期

10 陳瑾;黎秋蘭;羅和平;李琴;;糖皮質(zhì)激素對(duì)牙周膜細(xì)胞表達(dá)骨保護(hù)因子的影響研究[J];中國(guó)實(shí)用口腔科雜志;2013年09期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 韓悅;潘勁松;齊穎新;嚴(yán)志強(qiáng);姜宗來;;周期性張應(yīng)變對(duì)牙周膜細(xì)胞遷移的影響[A];第九屆全國(guó)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2009年

2 鄭麗沙;Doaa Khaled;陳羅萍;周燦;趙宜鵬;樊瑜波;;流體剪切應(yīng)力對(duì)牙周膜細(xì)胞增殖、遷移及生長(zhǎng)因子表達(dá)的影響[A];第十屆全國(guó)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第十二屆全國(guó)生物流變學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2012年

3 高秀秋;程煥芝;;濃縮生長(zhǎng)因子對(duì)體外培養(yǎng)牙周膜細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究[A];第十次全國(guó)牙周病學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2014年

4 韓光麗;李雪;岑玉鋒;;循環(huán)張應(yīng)力對(duì)牙周膜細(xì)胞基質(zhì)金屬蛋白酶-8和13表達(dá)的影響[A];第十屆全國(guó)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第十二屆全國(guó)生物流變學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2012年

5 王冠華;張林樸;張穎;姚暉;;人牙周膜組織細(xì)胞的原代培養(yǎng)[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2007年

6 楊雁琪;張丁;李小彤;傅民魁;;牙周膜細(xì)胞OPG和KANKL的表達(dá)及1-alpha,25(OH)2維生素D3對(duì)其表達(dá)的影響[A];第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院2004第七屆全國(guó)口腔正畸學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2004年

7 郭淑娟;郭維華;丁一;田衛(wèi)東;吳亞菲;;牙周致炎因子對(duì)細(xì)胞膜片影響的體外研究[A];第十次全國(guó)牙周病學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2014年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陳志方;脫落牙再植有學(xué)問[N];健康報(bào);2003年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊磊;機(jī)械牽張力誘導(dǎo)牙周膜細(xì)胞成骨分化的基因調(diào)控機(jī)制的研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2006年

2 夏舟斌;牙移植術(shù)中牙周膜保護(hù)和牙槽窩預(yù)備的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究[D];昆明醫(yī)學(xué)院;2008年

3 陳瑩;堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子對(duì)體外培養(yǎng)牙周膜細(xì)胞表皮生長(zhǎng)因子受體基因表達(dá)的影響[D];吉林大學(xué);2008年

4 白紅敏;脂多糖對(duì)人牙周膜干細(xì)胞一氧化氮表達(dá)的影響[D];天津醫(yī)科大學(xué);2010年

5 蔡川;雌激素受體相關(guān)受體α在牙周膜細(xì)胞中的表達(dá)及調(diào)控的初步研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2010年

6 馮立曉;牙周膜牽張成骨快速移動(dòng)牙齒對(duì)犬牙周膜中Ⅰ、Ⅲ型膠原代謝的影響[D];河北醫(yī)科大學(xué);2008年

7 王思聰;堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子對(duì)牙周膜細(xì)胞內(nèi)核心蛋白多糖基因表達(dá)的影響[D];吉林大學(xué);2007年

8 周芳;富血小板纖維蛋白對(duì)體外培養(yǎng)牙周膜細(xì)胞及成骨細(xì)胞的影響[D];遼寧醫(yī)學(xué)院;2013年

9 李紅艷;堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子對(duì)牙周膜細(xì)胞整合素β1亞單位表達(dá)的影響[D];吉林大學(xué);2009年

10 冀X;低堿性磷酸酯酶癥患兒乳牙牙周膜干細(xì)胞生物學(xué)行為的實(shí)驗(yàn)研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：1102131