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《山东大学》 2005年
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大鼠骨髓基质细胞诱导分化中相关基因表达谱的微阵列分析

葛汝村  
【摘要】:骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)是骨髓中的一类非造血干细 胞,它不仅具有支持和调节骨髓造血、表达在机体生长发育中所需各种细胞医子的 功能,而且还可以通过人为的诱导分化出用于治疗各种疾病的组织细胞。实验发现, 在体外培养中加入地塞米松等诱导剂可使大鼠BMSCs向成骨细胞分化;一些细胞因 子如白介素1(IL-1) 、转化生长因子β(TOF-β)等,对大鼠BMSCs的成骨分化具 有明显的调节作用;脑源性神经生长因子和维甲酸等可在体外诱导BMSCs分化为神 经细胞;而在5-氮胞苷的诱导下可使大鼠BMSCs向心肌细胞转化。因此,随着研究 的不断深入,BMSCs作为组织工程来源细胞的应用性研究,现已亟待于BMSCs分 化与调控机理的阐明,从而在基因水平上使临床所需组织细胞系的构建更加符合治 疗目的的需要。 细胞分化的整个过程都是在相关基因的差异表达及其相互间的严密调控下发生 的,其中涉及到众多基因表达关系的变化。目前通过Northem/Southem blot和DD-PCR 等方法,仅能从单个或少数基因的表达状况进行研究,所获结果缺乏对细胞分化过 程中相关基因群表达水平的全面认识。BMSCs是近年来一直用于细胞分化调控的实 验模型之一,本研究采用SD大鼠作为实验动物,分离BMSCs进行体外培养,并采 用地塞米松、β-甘油磷酸钠、维生素C联合使用对BMSCs进行体外诱导,观察正 常培养及诱导条件下细胞的生长状况及形态变化,比较两组细胞的区别。采用 Clontech公司包含有1176个大鼠基因的AtalsTM Rat 1. 2 Array Ⅱ作为高可靠性的 cDNA微阵列技术平台,对大鼠BMSCs在体外诱导分化中相关基因的表达状态进行 了对比研究,从中寻找与BMSCs诱导分化相关的基因,并对这些基因的互作关系做 了初步分析。 实验结果提示:1. 采用地塞米松、β-甘油磷酸钠和维生素C能够有效地促进细 胞增殖、诱导大鼠BMSCs分化为成骨细胞,并可形成典型的钙化结节。2. cDNA微 阵列结果显示,大鼠BMSCs在体外诱导过程中可启动多个分化相关基因的差异表 山东大学硕士学位论文 达。在1176个基因中,Pl代细胞与原代对照相比仅有70个基因的表达存在差异; 诱导细胞Dl与原代对照相比则有260个基因发生差异表达;而Dl与Pl对照相比 其差异表达的基因上升至292个。3.基因表达谱结果证明,文中所列较对照其差异 性表达超过3倍的基因,是大鼠BMSCs在增殖和成骨分化诱导中所必需参与的基因。 该类基因,应该包括分化主控基因与分化诱导相关基因。细胞分化是一个连续递进 的过程,在诱导因子的作用下,首先启动分化诱导相关基因,进而激活分化主控基 因,然后完成细胞的分化。4.cDNA微阵列技术用于细胞分化机制的研究,可以快 速、高效地获得基因表达的生物信息。通过多个时间检点的测定,可以比较准确地 分析各种基因表达动态的时空关系。根据目前已知基因的功能,尚可通过基区表达 谱的变化,进一步阐明在基因组表达的全部时空中某些特定基因间的互作关系,并 可藉此筛选到与某些生理、病理作用相关的新基因。因此,cDNA微阵列技术的应用, 将有助于我们加速对基因组全部信息的了解。 关键词:大鼠,骨髓基质细胞,诱导分化,基因表达谱,cDNA微阵列
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:Q78

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【参考文献】
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