大鼠坐骨神经Wallerian溃变的分子机制研究

目的：运用基因芯片和蛋白芯片技术及生物信息学分析,系统分析大鼠坐骨神经损伤后远端神经组织wallerian溃变的差异表达基因和蛋白,从基因和蛋白水平探讨wallerian溃变的分子机制。方法：建立大鼠损伤坐骨神经远端Wallerian溃变模型,利用表达谱基因芯片和抗体蛋白芯片,进行表达趋势分析、功能分析、京都基因与基因组百科全书信号通路分析。通过生物信息学方法全面系统分析,大鼠坐骨神经损伤后远端Wallerian溃变的基因和蛋白表达变化。结果：在Wallerian溃变和再生过程中,共有6076个基因差异表达和23种表达趋势,有93个蛋白差异表达,108种信号通路参与形成Wallerian溃变的信号调控网络。结论：大鼠坐骨神经损伤后Wallerian溃变过程中,有大量基因的表达变化和多种关键因子的调控,本研究为进一步阐明wallerian溃变的分子机制提供了基本数据,为经典的Wallerian溃变学说增添了新的内容。     

坐骨神经缺损后损伤近端神经组织microRNA表达变化

目的:研究大鼠坐骨神经缺损后损伤近端神经组织中microRNA(miRNA)的表达变化。方法:采用miRNA芯片检测神经缺损0h(对照组),3h和6h(实验组)损伤近端神经组织miRNA的表达情况,应用real time Taqman PCR对芯片结果进行验证。结果:3h实验组与对照组比较发生上调和下调1.5倍以上的miRNA分别有4个和3个,6h实验组与对照组比较发生上调和下调1.5倍以上的miRNA分别有11个和6个,real time TaqmanPCR检测miR-132和miR-223的表达变化与芯片检测结果一致。结论:大鼠坐骨神经缺损3h和6h后损伤近端神经组织中miRNA的表达谱发生改变。     

大鼠坐骨神经损伤后Wallerian溃变早期的基因表达变化

目的:探讨Wallerian溃变早期激活神经损伤修复与再生的分子机制。方法:建立大鼠损伤坐骨神经模型,通过表达谱基因芯片和生物信息学方法,全面系统分析大鼠坐骨神经损伤后远端Wallerian溃变早期的基因表达变化,运用RT-PCR、Western Blot和Immunohistochemistry等方法验证和鉴定表达谱基因芯片分析结果。结果:大鼠坐骨神经损伤后,坐骨神经远端在Wallerian溃变早期即有1546个显著表达差异基因和21种显著性差异基因表达趋势;基因功能注释和信号通路分析显示,Wallerian溃变早期有58种信号通路被激活,形成Wallerian溃变早期的信号调控网络。结论:大鼠坐骨神经损伤后Wallerian溃变早期即有大量基因的表达变化和多种信号途径的激活,本研究可为神经损伤修复与再生提供理论基础。     

基于生物信息学探讨骨关节炎miRNA-mRNA调控网络及其作用机制

目的: 基于生物信息学探讨骨关节炎miRNA mRMA调控网络的作用机制并筛选Hub基因,分析其在骨关节炎中的分子调控机制。方法: 通过GEO数据库获取骨关节炎的miRNA芯片数据集(GSE105027)和mRNA芯片数据集(GSE55235),分析两者的差异表达基因。利用FunRich软件预测差异表达miRNAs的转录因子、功能富集分析及其靶基因预测,再将预测的靶基因与差异表达mRNAs进行交叉匹配,获得miRNA mRNA调控网络。然后利用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白互作网络,并筛选出Hub基因。最后利用R语言分析Hub基因的主要生物功能与相关信号通路。结果: ① 筛选得到265个miRNAs和838个mRNAs存在差异表达。② 对265个miRNAs进行预测共得到203个转录因子,其中早期生长反应因子1（EGR1）差异最显著。富集分析显示miRNAs主要涉及核碱基、核苷、核苷酸和核酸代谢的调控,调节细胞生长,转录等过程。③ 共预测到3 572个靶基因,依据miRNA和mRNA的负调节关系,筛选出交叉表达负调控的mRNAs 96个、miRNAs 25个。④ 原癌基因Jun(JUN)、原癌基因Fos（FOS）、白介素6（IL-6）、肿瘤坏死因子（TNF）、白介素1β（IL-1β）、趋化因子CXCL8（CXCL8）为蛋白互作网络中的Hub基因。⑤ 富集分析主要涵盖对脂多糖的反应、对细菌来源分子的反应、DNA结合转录因子活性的调节等生物学过程,涉及IL-17、Toll样受体、AGE RAGE、TNF和NOD样受体信号通路。结论: 成功筛选并构建了骨关节炎的miRNA-mRNA调控网络,在一定程度上阐明了miRNA及其靶基因在骨关节炎发生和发展中的分子调控机制。     

维生素E琥珀酸酯诱导白血病细胞凋亡的信号传导机制探讨

目的观察维生素E琥珀酸酯(VES)对人白血病Raji细胞的Bcl-2基因蛋白家族及JNK信号通路的作用,探讨VES诱导白血病细胞凋亡的信号传导网络调控的分子生物学机制。方法应用免疫细胞化学方法、Western免疫印迹法等技术方法,体外观察VES对Raji细胞的作用。结果VES作用后,细胞内磷酸化型JNK蛋白于6 h开始增高,12 h达到高峰,并持续24 h,而非磷酸化型JNK蛋白表达无显著变化。VES作用24 h后,细胞内Bcl-2蛋白表达下降,Bax蛋白表达增加。结论VES是JNK的激活因子,活化的JNK可能进一步通过打破促凋亡因子Bax蛋白与抗凋亡因子Bcl-2蛋白之间的平衡而启动细胞凋亡的级联反应,导致细胞凋亡。     

基于多重生物信息学分析阿尔茨海默病的调控网络及相关机制

目的 基于多重生物信息学方法,分析与阿尔茨海默病(AD)相关的信号通路、关键基因、microRNA(miRNA)、转录因子(TF)等生物学信息,构建相关调控网络,以期阐释AD的内在机制。方法 根据纳入标准,从基因表达数据集(GEO)数据库中获取AD相关的高通量芯片数据集,并通过R软件对原始数据集进行预处理,应用limma数据包筛选差异表达基因(DEGs)。利用DOSE数据包对DEGs进行疾病本体(DO)富集分析,并通过可视化和集成发现数据库(DAVID)在线工具对DEGs进行功能注释和通路分析;随后使用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白互作(PPI)网络并筛选出关键基因,使用mirTarBase等数据库预测相关miRNA,使用Enrichr数据库预测相关TF,并利用Cytoscape构建miRNA-TF-mRNA调控网络。结果 获得数据集GSE48350和GSE132903并且筛选得到109个DEGs。DO富集分析显示DEGs主要与AD等神经系统疾病显著相关,基因本体(GO)功能富集结果包括化学突触传递等21项条目,京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析结果包括GABA能突触等8条信号通路。miRNA-TF-mRNA调控网络显示关键基因的mRNA与相关miRNA、TF之间具有一对多和多对一的复杂调控关系。结论 文章通过多重生物信息学,分析了与AD相关的信号通路、关键基因、miRNA、以及TF等生物学信息,建立了AD调控网络,为进一步探究AD的发生、发展机制提供了借鉴与思考。     

基于miRNA-mRNA调控网络的鼻咽癌相关分子机制研究

目的 通过构建鼻咽癌微小核糖核酸(miRNA)调控网络筛选与鼻咽癌发病相关的分子标志物.方法 从基因表达数据库(GEO)数据库下载鼻咽癌miRNA芯片数据GSE70970和基因芯片数据GSE12452,利用R软件筛选出差异表达miRNA和mRNA,并对其进行功能富集分析.应用FunRich软件预测差异miRNA的转录因子及靶基因,将靶基因与差异基因取交集获得核心基因,并通过Cytoscape软件构建miRNA-mRNA调控网络.通过Kaplan-Meier plotter数据库对核心基因进行生存分析.结果 一共筛选出47个差异表达miRNA、797个差异表达基因.功能富集分析表明差异表达的miRNA主要参与信号转导、转录调控等过程,差异表达基因主要参与细胞因子受体相互作用、细胞周期、小细胞肺癌等信号通路.靶基因与差异表达基因取交集后筛选出23个核心基因,构建miRNA-mRNA调控网络.生存分析显示其中4个核心基因对鼻咽癌患者的预后有影响,包括多聚磷酸肌醇磷酸酶1(MINPP1)、锌指环指蛋白3(ZNRF3)、纤毛顶结构蛋白(SNTN)、β微管蛋白2A(TUBB2A),其相对应的miRNA分别为hsa-miR-199b-5p、hsa-miR-520e、hsa-miR-107、hsa-miR-421.结论 通过构建miRNA-mRNA调控网络同时结合生存分析,筛选鼻咽癌相关的分子标志物,为鼻咽癌诊断、治疗提供潜在的分子靶点.     

重组人 BMP-2 诱导 C3H10T1/2 间质干细胞定向成骨分化早期基因表达谱分析简

目的 研究间质干细胞早期定向成骨分化基因表达谱,为研究基因对早期成骨定向分化调控机制提供实验基础.方法 分别提取重组人骨形成蛋白2（rhBMP-2）诱导组和对照组C3H10T1/2细胞总RNA,进行扩增标记后,与ArraySTAR小鼠基因芯片杂交,应用生物信息学软件GeneSpring和GATHER对基因芯片数据进行分析.应用STRING在线软件对差异表达基因构建蛋白互作网络并进行网络分析.结果 C3H10T1/2早期成骨分化中,主要富集发育、器官形成等分子功能本体以及细胞因子-细胞因子受体作用信号通路.成骨分化1d和4d均上调表达基因42个,下调表达基因45个.网络分析研究表明：Egfr、Cxcl 12等信号分子参与调控rhBMP-2诱导成骨分化.结论 筛选的差异表达基因和信号分子对早期成骨分化调控具有重要作用,为进一步全面解析早期成骨定向分化提供实验基础.     

坐骨神经损伤与再生过程中背根节神经元基因表达模式分析

目的：探讨坐骨神经损伤与再生过程中,背根节神经元轴突再生的分子调控模式和机理。方法：采用表达谱芯片分析坐骨神经离断后,14-6背根节神经元基因表达的变化,并分析差异基因所反映的核心生物学过程的变化。结果：（1）坐骨神经离断后,近端坐骨神经差异基因的数量表现为先上升再下降的趋势,但背根节神经元呈现为波浪形的增加。（2）核心生物学过程的差异基因数量变化：刺激检测、G-蛋白偶联受体信号通路、细胞表面受体连接信号转导均呈波浪形变化。防御反应、炎症反应、免疫反应、轴突生成表现为持续性增加。（3）与轴突生成相关的差异基因表达变化结果显示：Lhx4、Nkx2-9、Efnb3、Titfl、Apoa4表现为波浪形增加。Mapk8ip3、Zfp312、Gap43在长时间点表达增加。Tnn、Efnbl-开始降低,Notchl、Nefl、Bmprlb等基因表现为长时间点表达降低。结论：坐骨神经离断后,背根节神经元差异基因和核心生物学过程的变化趋势,反映了周围神经损伤与再生过程中轴突再生的分子调控模式。     

肝脏再生中凋亡的基因调控

肝脏再生中增殖与凋亡均是不可分割的组成部分,这其中有大量基因活动参与（凋亡相关基因,如诱导基因、抑制基因等）。这些基因对调控肝细胞增殖与凋亡起了非常重要的作用。而Rb蛋白是一个关键性的调节因子。本文就肝脏再生中增殖与凋亡的研究作一综述。     

大鼠坐骨神经Wallerian溃变过程中LncRNA的差异表达分析*

目的：采用分子生物学和生物信息学方法筛选大鼠坐骨神经损伤后Wallerian溃变(Wallerian degeneration, WD)过程中的关键长链非编码RNA(long none coding RNA, LncRNA),并分析该关键LncRNA分子在大鼠坐骨神经损伤过程中的作用。方法：采用Affymetrix大鼠Non Coding RNA芯片,分析大鼠坐骨神经损伤后WD过程中差异表达的LncRNA;通过实时定量聚合酶链式反应验证关键LncRNA的表达;预测关键LncRNA相关基因及功能。结果：基因芯片分析结果显示共有显著差异性LncRNA 708个和mRNA 2 649个,上调LncRNA 283个,下调LncRNA 425个。通过编码—非编码基因共表达分析和预测竞争性内源RNA(competitive endogenous RNA, ceRNA)机制,显示在WD过程中发挥作用的LncRNA,其中上调19个,下调17个。WD早期差异表达的LncRNA靶基因11个,WD后期差异表达的LncRNA靶基因31个。结论：大鼠坐骨神经损伤后,LncRNA显著差异性表达,提示LncRNA在周围神经损伤修复与再生过程中可能发挥了一定作用,为进一步分析LncRNA在神经再生中的作用提供了实验基础。     

电针治疗周围神经损伤后损伤局部差异表达基因分析

[目的] 通过分析电针治疗周围神经损伤后损伤局部差异表达基因,进一步阐明电针治疗周围神经损伤机制。[方法] 选取大鼠坐骨神经横断伤模型为研究对象,随机分为空白组、模型组、电针模型组,于电针6 d后取损伤处坐骨神经,通过高通量技术筛选差异基因,对差异基因进行GO功能分析、KEGG通路分析。[结果] 模型组与空白组相比,上调差异基因3 001个,下调差异基因1 169个。电针模型组与模型组相比,表达上调差异基因24个,下调差异基因80个,结合GO分析结果和KEGG富集分析结果,筛选出了可能与电针治疗周围神经损伤相关的8个通路：白细胞跨内皮迁移通路、γ-氨基丁酸能突触通路、胆碱能突触通路、5-羟色胺突触通路、钙信号通路、紧密连接通路、黏着斑通路、肌动蛋白细胞骨架的调控通路。[结论] 电针可能是通过改变细胞电位平衡、神经元轴突再生骨架结构的重建以及白细胞的迁移而改变周围神经损伤后修复与再生的微环境,从而促进了受损神经的再生。     

大鼠坐骨神经缺损后损伤近端神经TNC表达变化及功能分析

目的:研究大鼠坐骨神经缺损后损伤近端神经组织中胞外基质分子TNC(tenascin-C)的表达变化及初步功能分析。方法:采用冰冻切片和免疫荧光染色法,检测神经缺损0d(对照组),4d(实验组)损伤近端神经组织TNC的表达变化及表达位置;并利用体外共培养施万细胞/成纤维细胞及细胞划痕实验初步研究TNC的作用。结果:免疫荧光染色发现TNC在损伤后4d处于高表达状态,并在神经外膜处与波形蛋白(Vimentin)共定位状况良好;体外细胞共培养实验发现下调成纤维细胞中的TNC可以降低与之共培养的施万细胞的迁移速度。结论:在神经损伤后成纤维细胞分泌TNC并比对照组表达大幅上调,且体外实验发现TNC可促进施万细胞的迁移速度。     

GDNF在大鼠坐骨神经损伤后的表达变化研究

目的观察坐骨神经损伤后胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）的表达变化.方法分别制作成年SD大鼠坐骨神经夹伤（用血管钳压榨坐骨神经,达二度损伤）、切断伤（于梨状肌下孔下方1cm切断坐骨神经）动物模型,于损伤后第1、2、4、6、8周取材,按ABC法进行免疫组织化学分析.结果（1）正常坐骨神经中有较弱GDNF表达;（2）坐骨神经损伤后GDNF的表达增强;（3）坐骨神经损伤方式不同,GDNF的表达变化方式不完全相同;切断组神经组织GDNF的表达先增强后减弱,远段神经GDNF的表达于第2周达高峰,近段于第4周达高峰.夹伤组损伤远、近段神经组织GDNF表达变化基本相同,呈缓慢递增趋势,于第8周时表达最强.结论在损伤刺激下周围神经组织出现GDNF的高表达,并呈现出一定的规律性,参照此规律运用外源性GDNF治疗神经损伤可能会取得较好疗效.     

嗅觉受体在背根节神经元和坐骨神经中的表达与鉴定

目的:探讨背根节神经元和坐骨神经中存在嗅觉受体基因的表达。方法:采用表达谱芯片检测坐骨神经离断后嗅觉受体在背根节神经元和近端坐骨神经中的表达变化,并用RT-PCR验证芯片结果。结果:背根节神经元和坐骨神经中存在嗅觉受体的表达,而且在坐骨神经离断后它们的表达发生显著改变。结论:首次报道了嗅觉受体在背根节神经元和坐骨神经中的表达,推测嗅觉受体可能在坐骨神经离断后与检测各种刺激信号相关。     

Experimental studies on peripheral nerve regeneration enhanced by nerve growth factor

Summary The effect of exogenous nerve growth factor(NGF) examined on the neural repair of adult rabbit sciatic nerve was evaluated in the present study. A nerve regeneration chamber was created by suturing the proximal and distal ends of a transected sciatic nerve into a silicone chamber, A gap of 6 mm in chamber was left after removal of a 3mm piece of nerve in the distal ends and insertion of the proximal andl distal stumps into the chamber. Animals were operated on bilaterally, one side of the chamber was filled with a 1 mg/ml NGF/normal saline(NS) (experimental)and the contralateral side with NS(control). The regenerated nerves from within the silicone chamber were dissected and fixed 1 to 5 weeks following surgery for histological studies at both the light microscopic and ultrastructural levels. The NGF chamber showed a more mature regenerated nerve based on a larger diameter of the regenerated nerve trunk, a great number of axons, and thicker myelin sheaths. The project was supported by National Natural Science Foundation of China.     

微囊化神经组织联合脱细胞神经移植修复犬坐骨神经缺损

目的 了解微囊化神经组织与脱细胞神经联合移植桥接犬坐骨神经30 mm缺损后腓肠肌的变化.方法 将健康成年杂种犬12只随机分为A、B、C、D 4组(n=3):A组截取双侧坐骨神经行化学萃取制备脱细胞神经;B、C组使用脱细胞神经移植修复犬的坐骨神经30 mm缺损,B组同时辅以微囊化神经组织移植;D组行自体神经移植修复缺损.术后定期观察术侧肢体运动功能恢复情况,6个月时检测神经移植段运动传导速度,并取术侧及健侧腓肠肌行琥珀酸脱氢酶(succinic dehydrogenase,SDH)、突触素和运动终板染色,以及取距远端吻合口以远1 cm的坐骨神经神经行Masson、固蓝及NF-200染色.结果 B、C、D组实验动物均纳入实验动物数量分析、无脱失.图像分析表明B组腓肠肌SDH光密度、肌纤维截面积、突触素及运动终板光密度及面积等与C组有明显统计学差别,而与D组无明显统计学差别,运动功能恢复、电生理及坐骨神经形态学检测均与腓肠肌检测结果相符合.结论 微囊化神经组织细胞与脱细胞神经联合移植修复缺损神经后,重新支配靶器官,使腓肠肌萎缩明显减弱,效果优于单纯脱细胞神经移植,有望代替自体神经移植.