Comparative analysis of the role of JNK signaling pathway in cell proliferation and apoptosis of rat liver regeneration and cirrhosis

目的 从基因转录水平了解JNK信号通路在大鼠肝再生(LR)和肝硬化(LC)中的作用异同. 方法 采用2/3部分肝切除手术制备大鼠肝再生模型,以腹腔注射CCl4中性菜籽油溶液法建立大鼠肝硬化模型,采用大鼠Genome 230 2.0芯片检测不同时间点再生肝和肝硬化组织中JNK信号通路的基因表达谱,用生物信息学和系统生物学等方法分析基因表达谱预示的增殖和凋亡活动. 结果 JNK信号通路涉及302个基因和42条途径,大鼠Genome 230 2.0芯片含上述基因中的240个基因,其中,79个基因发生有意义表达变化,涉及LR的52个基因,LC的5个基因,有22个基因与两者相关.在大鼠LR启动阶段,途径1和16促进细胞增殖及途径22 ～ 33促进细胞凋亡作用强于对照;在进展阶段,途径1～17、34和35促进细胞增殖及途径22 ～33促进细胞凋亡作用强于对照,途径37～41抑制细胞凋亡作用弱于对照;在终止阶段,途径37、39、41和42诱导细胞凋亡作用弱于对照,同时,尚未发现途径18 ～ 21和36参与大鼠LR.而在LC发生中,JNK信号通路中的这些途径与对照相比均无显著差异.结论 JNK信号通路的37条途径调控大鼠肝再生的细胞增殖和凋亡,对大鼠肝硬化的调控作用则不显著.     

JNK信号通路调控大鼠再生肝8种细胞的增殖和凋亡

目的 从基因转录水平了解JNK信号通路在大鼠再生肝8种细胞中的作用。方法 用密度梯度离心和免疫磁珠等方法分离肝细胞（HC）、胆管上皮细胞（BEC）、卵圆细胞（OC）、肝星形细胞（HSC）、窦内皮细胞（SEC）、库普弗细胞（KC）、陷窝细胞（PC）、树突状细胞（DC）等8种肝脏细胞,用大鼠Genome 230 2.0芯片检测大鼠再生肝8种细胞的基因表达谱,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JNK信号通路在调控大鼠再生肝8种细胞增殖、凋亡中的作用。用实时荧光定量PCR方法验证了芯片结果的可靠性。结果 JNK信号通路涉及240个基因和42条途径,其中,225个基因与大鼠肝再生相关。基因协同作用分析显示,在大鼠肝再生启动阶段,JNK信号通路启动HC和KC增殖,促进OC凋亡,启动部分PC和SEC增殖和促进部分PC和SEC凋亡;在进展阶段,JNK信号通路促进HC、BEC、KC和DC增殖,促进部分PC增殖、部分PC凋亡。在终止阶段,JNK信号通路促进HC、OC和PC凋亡,促进部分KC增殖、部分KC凋亡。结论 大鼠肝再生中JNK信号通路的42条途径和225个基因参与调控大鼠再生肝8种细胞的增殖和凋亡。     

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路相关基因对大鼠再生肝8种细胞生长过程的调节作用

个基因含于大鼠Genome 230 2.0芯片,82个基因与大鼠肝再生相关。其中,在启动阶段,mTOR信号通路主要参与激活、促进肝细胞、陷窝细胞、库普弗细胞、树突状细胞、肝星形细胞和窦内皮细胞的生长过程;在进展阶段,mTOR信号通路明显地促进肝细胞、胆管上皮细胞、卵圆细胞、肝星形细胞、库普弗细胞、陷窝细胞和树突状细胞的生长过程;在终止阶段,mTOR信号通路的大多数途径对肝细胞、库普弗细胞和树突状细胞的生长过程的促进作用减弱,而途径25却对肝细胞、窦内皮细胞、肝星形细胞和陷窝细胞的生长过程有明显的抑制作用。 结论 mTOR信号通路的25条途径和82个基因参与大鼠再生肝8种细胞的生长调控。     

GZMA、GZMB、TSP-1、TLR和IL-15条细胞凋亡通路基因在肝再生中的表达变化

目的探讨颗粒酶A(GZMA)、颗粒酶B(GZMB)、血小板反应蛋白-1(TSP-1)、Toll样受体(TLR)和白细胞介素-1(IL-1)5条细胞凋亡通路基因在肝再生(LR)过程中的表达变化。方法大鼠随机分为33组,每组6只,用Rat Genome 230 2.0芯片检测大鼠部分肝切除(PH)后不同恢复时间点5条细胞凋亡通路基因的表达情况,采用Real-time PCR和Western blotting技术对芯片结果进行验证,并用生物信息学方法对凋亡通路基因在肝再生中的表达变化进行分析。结果 Real-time PCR和Western blotting均与Rat Genome 230 2.0芯片的检测结果趋势一致;GZMA、GZMB、TSP-1、TLR和IL-1 5条细胞凋亡通路中9、8、24、31和34个基因与肝再生相关。它们主要在肝再生启动阶段起始表达,在细胞增殖阶段表达的基因数最多。表达的相似性分为均上调、上调占优势、均下调、下调占优势、上调和下调相近等5类,大多数基因表达加强,少数基因表达降低。它们表达的时间相关性分为13组。基因协同作用模型(Et)分析表明,GZMA介导的细胞凋亡通路在肝再生后期促进细胞凋亡;TLR介导的细胞凋亡通路几乎均在整个肝再生中促进细胞凋亡;GZMB、TSP-1和IL-1介导的细胞凋亡通路可能在肝再生中不发挥细胞凋亡作用。结论 GZMA和TLR两条通路调控肝再生中的细胞凋亡。     

GADD45α对大鼠部分肝切除后肝脏再生的调控作用

目的探讨生长阻滞和DNA损伤诱导基因GADD45α在大鼠部分肝切除(PH)后肝再生中的作用及其调节机制。方法将114只大鼠随机分为19组,2/3肝切除9组,手术对照9组,正常对照1组,制作大鼠部分肝切除模型,然后用大鼠基因组芯片Rat Genome 230 2.0检测部分肝切除后再生肝的基因表达变化,采用实时定量PCR技术验证芯片检测结果。利用谱函数(Ep)分析基因表达变化预示的生理活动改变,进而通过Ingenuity Pathway Analysis(IPA)汇总GADD45α调控肝再生的信号通路并分析其可能的分子机制。结果 GADD45α在PH后2~6h、24h和36~72h均表达上调,GADD45α通过NF-κB、p38PRAK、p53、STAT3-p21、STAT3-Bcl-2、STAT3-c Myc等6条途径参与大鼠部分肝切除后的肝脏再生调控。谱函数分析发现,GADD45α调控的生理活动的变化情况基本与大鼠肝再生进程相符。结论 GADD45α在大鼠肝再生中可能通过上述信号通路调控细胞增殖、细胞周期和细胞存活等生理活动,进而调节肝脏的再生。     

AKT、ATM、D4-GDI和p53 4条细胞凋亡通路基因在大鼠肝再生过程中的表达变化

目的探讨AKT、ATM、D4-GDI和p53 4条细胞凋亡通路基因在肝再生(LR)过程中的表达变化。方法将大鼠随机分为实验组和对照组,每组6只,雌雄各半,用Rat Genome 230 2.0芯片检测大鼠部分肝切除(PH)后不同恢复时间点4条细胞凋亡通路基因表达情况,并用生物信息学方法对其进行分析。结果 AKT、ATM、D4-GDI和p53 4条细胞凋亡通路中63、8、6和7个基因与肝再生相关。它们主要在肝再生启动阶段起始表达。表达的相似性分为均上调、上调占优势、均下调、下调占优势、上调和下调相近等5类,大多数基因表达加强,少数基因表达降低。它们表达的时间相关性分为11组。基因协同作用模型(Et)分析表明,AKT通路几乎在整个肝再生中抑制细胞凋亡;ATM、D4-GDI和p53 3条细胞凋亡通路几乎在整个肝再生中促进细胞凋亡。结论 AKT、ATM、D4-GDI和p53 4条细胞凋亡通路与再生肝生长、发育和肝量控制密切相关。     

细胞凋亡相关基因表达谱与大鼠再生肝的细胞凋亡关系

目的在基因转录水平探讨细胞凋亡相关途径对大鼠肝再生的作用。方法采用大鼠2/3部分肝切除(PH)方法,制备再生肝模型,同时设对照手术(假手术)。用查阅网站资料和相关论文等方法获得凋亡相关基因,用大鼠基因230 2.0芯片检测它们在大鼠再生肝中的表达情况,通过比较真、假手术中上述基因的表达差异性确定肝再生相关基因。结果细胞凋亡相关基因中,252个基因与肝再生相关。在肝再生启动(PH后0.5~4h)、G0/G1过渡(PH后4~6h)、细胞增殖(PH后6~66h)、细胞分化和结构功能重建期(PH后72~168h)等4个阶段起始表达的基因数为81、231、55和16,总表达的基因数为161、100、733和192,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。它们共上调795次,下调291次,表明肝再生中大部分基因表达增强。它们的表达模式分为35种,表明肝再生中细胞凋亡相关基因的表达情况多样和复杂。结论15条细胞凋亡途径参与肝再生调控。     

PPAR-γ偶联的信号通路可能参与大鼠肝再生

目的 了解PPAR-γ偶联的信号通路在大鼠肝再生(LR)中作用.方法 用搜集网站资料和查阅相关论文等方法获得上述通路相关基因,用Rat Genome 230 2.0芯片检测它们在大鼠肝再生中表达情况,用真手术与手术对照比较方法确定肝再生相关基因.结果 初步证实上述基因中64个基因与肝再生相关.肝再生启动、Go/G1 过渡、细胞增殖、细胞分化和组织结构功能重建等4个阶段起始表达的基因数为28、4、34和2,基因总表达次数为72、41、247和90,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.它们共分为11种表达方式,表明肝再生中这些基因表达变化多样和复杂.结论 PPAR-γ偶联的信号通路在肝再生早期、前期和后期促进糖元合成;在整个肝再生中抑制炎症反应,促进细胞增殖和迁移.     

转录因子基因在大鼠肝再生中的表达方式和作用分析

目的探讨转录因子基因在肝再生中的表达变化及作用。方法经查阅网站资料和相关论文获得转录因子基因及其参与的生理活动,用大鼠基因组230 2.0芯片检测转录因子基因在大鼠再生肝中的表达,用手术组和假手术组比较的方法确定肝再生相关基因。结果初步证实上述基因中有320个基因与肝再生相关,涉及细胞代谢、增殖、分化、凋亡等16种生理活动。它们在肝再生中的表达分为41种方式,表明肝再生中细胞生理生化活动具有阶段性、多样性和复杂性。其中,肝再生早期[部分肝切除(PH)后0.5~4h]和前期(PH后6~12h)糖类合成,脂类代谢和炎症反应相关转录因子基因表达增强,中期和后期细胞增殖、生长、分化和凋亡相关转录因子基因表达增强。结论肝再生的生理生化活动受多种转录因子基因调控。其中,e2f1、fos、copeb等转录因子基因发挥关键作用。     

细胞表面受体介导的信号通路相关基因对大鼠肝再生的调控作用分析

目的在基因转录水平了解12条细胞表面受体介导的信号通路相关基因对大鼠肝再生的调控作用。方法用搜集网站资料和查阅相关论文等方法获得上述基因,用大鼠基因组230 2.0芯片检测它们在大鼠再生肝中的表达情况,用比较手术和假手术中基因的表达差异性确定肝再生相关基因。结果初步证实上述基因中491个与肝再生相关,其中226个基因之间有742种直接作用关系。细胞因子和趋化因子介导的酶联受体、G蛋白耦联受体、谷氨酸;抗原受体介导的,整合素介导的,脂多糖介导的,Notch、Osmosensory、Smoothened、Toll、Wnt等12条信号通路中与肝再生相关的上调基因数和下调基因数,分别为26和23、164和54、59和51、5和1、22和14、21和10、1和1、4和11、23和11、32和17。肝再生中基因上调表达次数和下调表达次数分别为188和128、464和190、308和207、13和5、88和46、123和50、2和1、20和43、148和30、174和62。结论除Osmosensory和脂多糖介导的信号通路在肝再生中作用较小,Smoothened信号通路作用减弱外,其他9条信号通路在肝再生中作用增强。     

肝细胞生长和分化相关基因在大鼠肝再生中的表达方式及作用分析

目的在基因转录水平了解肝再生中肝细胞的生长和分化情况。方法用搜集网站资料和查阅相关论文等方法获得参与肝细胞生长和分化基因,用大鼠基因组230 2.0芯片检测它们在大鼠肝再生(LR)中的表达情况,通过比较手术组和假手术组中基因表达差异性以确定上述基因中的肝再生相关基因。结果初步证实上述基因中110个基因与肝再生相关。肝再生启动(PH后0.5~4h)、G0/G1过渡(PH后4~6h)、细胞增殖(PH后6~66h)、细胞分化和组织结构功能重建(PH后72~168h)等4个阶段起始表达的基因数为63、11、43和3,基因总表达的次数为63、43、101和80,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488次,下调248次,分为6种表达方式,表明肝再生中细胞生理生化活动的多样性和复杂性。结论肝细胞生长和分化贯穿于整个肝再生中。     

大鼠肝再生中糖代谢相关基因的表达变化

目的了解糖类代谢相关基因在大鼠肝再生中的表达变化。方法本研究用搜集网站资料和查阅相关论文等方法获得糖类代谢相关基因,用大鼠基因组230 2.0芯片检测它们在大鼠再生肝中的表达情况,用比较手术组和假手术组中基因表达的差异性确定肝再生相关基因。结果初步证实上述基因中118个基因与肝再生相关。肝再生早期[部分肝切除(PH)后0.5~4h]、前期(PH后4~12h)、中期(PH后16~66h)和后期(PH后72~168h)等4个阶段起始表达的基因数为33、6、68和7;基因的总表达次数为68、44、210和83。表明肝再生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。它们共上调205次,下调200次,分为12种表达方式,表明肝再生中糖代谢活动多样和复杂。其中,单糖和糖原代谢、糖蛋白和糖脂(主要为神经节苷脂)合成相关基因几乎在整个肝再生中表达增强,寡糖和糖胺聚糖合成及糖蛋白和糖脂分解相关基因表达下调。结论肝再生与糖代谢密切相关。     

核酸及其衍生物的代谢?加工?运输相关基因在大鼠肝再生中表达模式的分析

目的在基因转录水平了解核苷酸及其衍生物、DNA及RNA代谢、加工、运输相关基因在大鼠肝再生(LR)中的表达变化。方法用搜索网站资料和查阅相关论文等方法获得核苷酸及其衍生物、DNA及RNA代谢、加工、运输相关基因,用大鼠基因组230 2.0芯片检测它们在大鼠再生肝中的表达情况,用手术组和假手术组比较的方法确定肝再生相关基因。结果初步证实,上述基因中有240个基因与大鼠肝再生相关。肝再生早期[部分肝切除(PH)后0.5~4h]、前期(PH后6~12h)、中期(PH后16~66h)、后期(PH后72~168h)等4个时期起始表达的基因数分别为65、14、150和11,基因的总表达次数为133、87、627和169,它们的表达模式分别为6、5、22和9种,共表达上调768次,下调248次。肝再生前期和中期mRNA降解增强;前期、中期和后期DNA重组、修饰、转录及mRNA加工和运输增强;几乎整个肝再生中核苷酸及其衍生物代谢、DNA复制、包装和分解活动增强。结论肝再生相关基因主要在肝再生早期起始表达,在不同时期发挥作用。     

细胞核结构与发生相关基因在大鼠肝再生中表达模式的分析

目的了解大鼠肝再生中细胞核结构与发生相关基因的表达动态。方法用查阅网站资料和相关论文等方法获得上述基因,用大鼠基因组230 2.0芯片检测它们在大鼠再生肝中的表达情况,用比较手术和假手术组中基因的有意义表达异同,确定肝再生相关基因。结果初步证实上述基因中406个基因与肝再生相关。部分肝切除(PH)后,肝再生早期(0.5~4h)、前期(6~12h)、中期(12~66h)、后期(72~168h)等4个阶段起始表达的基因数为200、29、179和5;基因的总表达次数为374、290、1 876和603。共上调1 224次,下调496次。肝再生前期和中期核形成与发生相关基因表达增强;中期核被膜、核基质和核质相关基因表达增强;中期和后期核染色体、核仁和核功能蛋白复合体相关基因表达增强。结论细胞核结构与发生相关基因在大鼠肝再生中表达活跃,并与肝再生密切相关。     

肝干细胞的生长和分化与大鼠肝再生的相关性分析

目的在基因转录水平了解肝干细胞在大鼠肝再生中的作用。方法用搜集网站资料和查阅相关论文等方法获得参与肝干细胞生长和分化的基因,用大鼠基因组230 2.0芯片检测它们在大鼠部分肝切除(PH)后肝再生中的表达情况,用比较真、假手术中基因表达差异性确定上述基因中的肝再生相关基因。结果初步证实上述基因中50个基因与肝再生相关。肝再生启动(PH后0.5~4h)、G0/G1过渡(PH后4~6h)、细胞增殖(PH后6~66h)、细胞分化和组织结构功能重建(PH后72~168h)等4个阶段起始表达的基因数为24、10、21和2;基因总表达次数为242、3、46和26,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153次、下调123次,分为6种表达方式,表明肝再生中细胞生理生化活动多样和复杂。结论肝再生中肝脏干细胞的生长和分化活动加强,与某些基因表达状态和方式有关。