本文選題：心肌細(xì)胞凋亡 + IGF-1��； 參考：《廣州醫(yī)學(xué)院》2010年博士論文

【摘要】：【目的】隨著年齡的增長(zhǎng),人的心臟功能呈衰退趨勢(shì),心肌細(xì)胞逐漸減少,心肌細(xì)胞凋亡是心肌細(xì)胞減少的主要原因。IGF-1可以保護(hù)心肌細(xì)胞免于凋亡,IGF-1對(duì)于心肌細(xì)胞的保護(hù)能力和在對(duì)抗心肌細(xì)胞凋亡方面的卓越表現(xiàn),使其成為一個(gè)非常有吸引力的和臨床應(yīng)用潛力的心臟保護(hù)類藥物,但是對(duì)于其作用機(jī)制認(rèn)識(shí)的不足是IGF-1作為心臟保護(hù)類藥物應(yīng)用于臨床的主要障礙。本研究的目的在于揭示IGF-1保護(hù)心肌細(xì)胞免于凋亡的新的作用機(jī)制,為IGF-1作為心臟保護(hù)類藥物應(yīng)用于臨床打下基礎(chǔ)。 【方法】采用基因芯片的方法觀察了IGF-1作用于大鼠心肌細(xì)胞后的基因表達(dá)譜,通過(guò)Affymetrix、Genespring和Cyber T三種統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)基因芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,對(duì)處理后得到的表達(dá)下降的基因分別進(jìn)行了文獻(xiàn)檢索,對(duì)于新發(fā)現(xiàn)的從未被報(bào)道與凋亡相關(guān)的基因進(jìn)一步文獻(xiàn)檢索,通過(guò)RT-PCR和Western-blot方法觀察了大鼠心肌細(xì)胞中IGF-1對(duì)BTEB和CYP1A1基因表達(dá)的調(diào)控。利用BTEB和CYP1A1的特異性siRNA下調(diào)這兩個(gè)基因的表達(dá)水平以后,以DNA梯狀帶、Caspase3活性觀察大鼠心肌細(xì)胞系H9C2在血清饑餓的條件下的凋亡情況,以臺(tái)酚藍(lán)染色法觀察了細(xì)胞存活情況。 【結(jié)果】通過(guò)對(duì)基因芯片數(shù)據(jù)的三種統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,我們一共得到了31個(gè)表達(dá)下降的基因。我們將這31個(gè)基因分別進(jìn)行了文獻(xiàn)檢索,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的從未被報(bào)道與凋亡相關(guān)的基因-基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄元件結(jié)合蛋白BTEB(Basic transcription element binding protein)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)IGF-1可以通過(guò)下調(diào)BTEB進(jìn)而下調(diào)CYP1A1的基因表達(dá),而且BTEB在心肌細(xì)胞中也同樣可以調(diào)節(jié)CYP1A1的基因表達(dá)。我們利用BTEB和CYP1A1的特異性siRNA下調(diào)這兩個(gè)基因的表達(dá)水平以后,大鼠心肌細(xì)胞系H9C2在血清饑餓的條件下,凋亡情況有了一定的改善,與IGF-1的作用情況相似。 【結(jié)論】發(fā)現(xiàn)了一個(gè)未被報(bào)道過(guò)的IGF-1抑制心肌細(xì)胞凋亡的信號(hào)傳導(dǎo)通路--BTEB-CYP1A1通路,這一機(jī)制提示了線粒體也同樣參與到IGF-1抑制心肌細(xì)胞凋亡的過(guò)程當(dāng)中。 【創(chuàng)新點(diǎn)】本研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 1.利用基因芯片技術(shù)觀察了IGF-1作用于大鼠心肌細(xì)胞后的基因表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)了一條未被報(bào)道過(guò)的IGF-1保護(hù)心肌細(xì)胞免于凋亡的通路—BTEB-CYP1A1通路。這一通路首次提示了IGF-1可能通過(guò)細(xì)胞色素c參與的線粒體機(jī)制抑制心肌細(xì)胞凋亡,該發(fā)現(xiàn)豐富了我們對(duì)于IGF-1保護(hù)心肌細(xì)胞免于凋亡的認(rèn)識(shí),為IGF-1作為心臟保護(hù)藥物最終應(yīng)用于臨床打下了基礎(chǔ)。 2.在同一組中利用5塊芯片進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn),最大可能地減少了假陽(yáng)性結(jié)果。由于基因芯片實(shí)驗(yàn)成本較高,所以有些研究人員往往只采用一對(duì)芯片進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)比較熒光強(qiáng)度倍數(shù)的差異來(lái)確定基因表達(dá)的差異,這樣往往得到大量的假陽(yáng)性結(jié)果,我們采用同一樣品5塊芯片平行實(shí)驗(yàn),利用組間t檢驗(yàn)代替熒光強(qiáng)度倍數(shù),使我們結(jié)果的可靠性大為增加。 3.相同的基因芯片數(shù)據(jù)采用不同的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法往往得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,但是對(duì)于大多數(shù)醫(yī)學(xué)尤其是臨床醫(yī)學(xué)研究人員來(lái)說(shuō)一般并不具備足夠的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí),所以選取一個(gè)合適的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理軟件是一個(gè)切實(shí)可行的辦法。本研究比較了目前常用的三種基因芯片數(shù)據(jù)處理的統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件在同一實(shí)驗(yàn)中的處理結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)Affymetrix公司自帶的軟件在基因芯片數(shù)據(jù)處理中誤差較大,而Genespring和CyberT誤差較小,相較于Genespring,CyberT處理基因芯片數(shù)據(jù)后可信度更高。這一結(jié)果為其他從事基因芯片的研究的臨床醫(yī)務(wù)工作者提供了可貴的參考。
[Abstract]:[Objective] with the growth of age, the heart function of the human is declining, the myocardial cells gradually decrease, and the apoptosis of cardiac myocytes is the main reason for the reduction of cardiac myocytes..IGF-1 can protect the cardiomyocytes from apoptosis. The protective ability of IGF-1 to myocardial cells and the excellent performance in the resistance to cardiomyocyte apoptosis make it a one. Very attractive and clinical potential cardiac protective drugs, but the lack of understanding of its mechanism is the main obstacle to the clinical application of IGF-1 as a cardioprotective drug. The purpose of this study is to reveal the new mechanism that IGF-1 protects cardiomyocytes from apoptosis and for IGF-1 as a protective drug for the heart. It is applied to the clinic to lay the foundation.
[Methods] gene chip was used to observe the gene expression profiles of IGF-1 in rat cardiac myocytes. The gene chip data were processed by three statistical methods of Affymetrix, Genespring and Cyber T. The genes that were reduced after treatment were retrieved, and the new discoveries were never reported. In further literature retrieval related to apoptosis related genes, the regulation of BTEB and CYP1A1 gene expression by IGF-1 in rat cardiac myocytes was observed by RT-PCR and Western-blot methods. After the expression level of these two genes was down regulated by BTEB and CYP1A1 specific siRNA, the DNA ladder like zone was used to observe the H9C2 in the blood of the rat cardiac myocytes in the Caspase3 activity. Apoptosis was observed under starvation condition, and the survival rate was observed by using phenol blue staining.
[results] through three statistical processing of gene chip data, we got 31 genes that expressed decreased expression. We searched the 31 genes and found a new gene that was never reported to be associated with apoptosis combined with the Basic transcription element binding prot (transcription element binding prot) EIN). Further studies have found that IGF-1 can down regulate the gene expression of CYP1A1 by downregulating BTEB, and BTEB can also regulate the gene expression of CYP1A1 in cardiac myocytes. We use the specific siRNA down regulation of BTEB and CYP1A1 to reduce the expression level of these two genes, and the rat cardiac myocyte line H9C2 is withered under the condition of serum starvation. The situation of death has improved somewhat, which is similar to that of IGF-1.
[Conclusion] an unknown signal transduction pathway --BTEB-CYP1A1 pathway for IGF-1 inhibition of cardiomyocyte apoptosis is found. This mechanism suggests that mitochondria are also involved in the process of IGF-1 inhibition of cardiomyocyte apoptosis.
[innovation] the innovations of this study are mainly reflected in the following aspects:
1. a gene chip technique was used to observe the gene expression of IGF-1 after the action of the rat cardiac myocytes. An unknown IGF-1 pathway, the BTEB-CYP1A1 pathway, was found to protect cardiomyocytes from apoptosis. This pathway was the first indication that IGF-1 may inhibit cardiomyocyte apoptosis through the mitochondrial mechanism involved in cytochrome c. It has enriched our understanding of IGF-1 for protecting cardiomyocytes from apoptosis, and laid the foundation for IGF-1 as a cardioprotective drug and ultimately applied in clinic.
2. parallel experiments in the same group using 5 chips can minimize false positive results. Because of the high cost of the gene chip experiment, some researchers tend to use only one pair of chips to test the difference of the fluorescence intensity multiplier to determine the difference in gene expression, which often results in a lot of false positive. As a result, we used the parallel test of 5 chips of the same sample and used the t test to replace the fluorescence intensity multiplier, which greatly increased the reliability of our results.
3. the same genetic chip data using different statistical processing methods often get different experimental results, but for most medical researchers, especially clinical researchers do not have enough statistical knowledge, so selecting a suitable statistical processing software is a practical way. Compared with the results of the data processing software of three commonly used gene chip data processing in the same experiment, we found that the Affymetrix company's own software has a large error in the data processing of gene chip, but the error of Genespring and CyberT is small. Compared with Genespring, CyberT has higher reliability after processing gene chip data. The results provide valuable references for other clinical medical workers engaged in gene chip research.
【學(xué)位授予單位】：廣州醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：R346

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本文編號(hào)：1981251