收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

TBI患者淋巴细胞核—质基因组早期响应及其临床意义研究

文荃  
【摘要】:背景与目的: DNA分子是辐射作用的敏感靶位,辐射后短时间内即可发生胞内核DNA及胞质mtDNA的基因结构及功能改变。已有体外研究发现:辐射引起淋巴细胞核DNA基因组的表达改变及mtDNA的突变(如mtDNA4977bp common deletion,简称CD),均为很有价值的潜在分子生物剂量计,但缺乏体内研究的支持。不仅如此,研究辐射早期损伤生物效应与胞内基因组表达的相互关系,还有利于在转录水平变化阐明人体受到辐射后发生损伤的分子机制,为采取进一步的医学干预及个体化治疗提供有力的实验依据。 本课题以需行骨髓移植全身照射(total body irradiation,TBI)预处理的急性淋巴细胞性白血病(acute lymphoblastic leukemia, ALL)患者为在体辐射模型,从淋巴细胞核基因组的表达变化及mtDNA(包括mtDNA含量及CD)的改变两个角度进行研究。第一部分采用基因芯片技术,并利用生物信息学方法,研究ALL患者TBI预处理后早期淋巴细胞核基因组表达变化,并分析与辐射剂量的关系,在此基础上,深入探讨影响TBI预处理疗效的关键信号通路,旨在从核基因组水平,筛选出ALL患者辐射早期淋巴细胞的差异表达基因,深入分析影响TBI敏感性及有效性的基因群,为进一步阐明急性辐射损伤的体内分子机制提供方向。第二部分通过深入分析mtDNA含量及CD比例的改变与ALL患者TBI辐射剂量之间的关系,阐述辐射早期mtDNA的数量及结构变化特点,评估其作为辐射分子剂量计的可能。综上所述,本研究为探索TBI患者淋巴细胞核-质基因组早期分子响应及其可能的临床意义提供了实验和理论依据。 方法: 1.采集6例临床确诊为B型急性淋巴细胞白血病(B-ALL)患者分别经4.5Gy、9GyTBI后24h的外周血淋巴细胞;对照组为该6例ALL患者TBI前2h(0Gy)的外周血淋巴细胞。分别提取总RNA并质检合格后(2例因RNA质检不合格被剔除),逆转录成cDNA与Agilent人基因组表达谱芯片进行杂交、扫描。提取芯片数据并进行标准化处理后,应用生物信息学方法进行后续分析。其中,差异基因比较及聚类分析可了解辐射后基因表达的变化及其与辐射剂量之间的关系(P0.05,false discovery rate,FDR10%)。层次聚类表达趋势分析(series tests of cluster, STC)则是利用辐射差异基因的显著性水平,来筛选出显著的表达趋势。STC-gene ontology (GO)分析、STC-pathway分析及基因共表达网络(gene co-expression network)分析分别用于寻找显著趋势中的重要GO及pathway,并筛选其中的关键基因。最后挑选出12个代表性基因,应用荧光定量PCR方法进行验证。 2.采集26例临床确诊为急性淋巴细胞白血病患者分别经4.5Gy、9Gy TBI后24h的外周血淋巴细胞;对照组为该26例ALL患者TBI前2h(0Gy)的外周血淋巴细胞。另取39例健康志愿者的外周血淋巴细胞作为健康人未经辐射的对照组,比较全身照射前健康人与ALL患者外周血淋巴细胞中mtDNA及CD的基础水平。经DNA提取、质粒鉴定后,以-actin、hypervariable region2(HVR2)及CD三组质粒标准品为外参照(分别代表nDNA、mtDNA及CD),分别进行TaqMan-MGB探针的荧光定量PCR实验,检测辐射前后淋巴细胞中mtDNA及CD的含量。 结果: 1. TBI与ALL患者外周血淋巴细胞核基因组表达改变的关系 ①找到478个随剂量变化有显著差异表达的基因,聚类分析提示,除1例4.5Gy辐射的样本外,上述基因组合可将不同剂量的TBI辐射样本区分开来。 ②应用STC方法得到上述差异基因的三个显著性表达趋势(P0.01)。趋势1代表基因表达随TBI剂量的增加不断上调,共包含77个基因(P=2E7);趋势2代表基因表达随TBI剂量的增加不断下调,共包含64个基因(P=5E4);趋势3代表随着剂量增加基因表达先不变而后下调,共包含85个基因(P=5E3)。 ③应用STC-GO分析上述显著趋势的基因,提示:随着辐射剂量的增加,神经传导、蛋白水解、表皮生长因子受体信号通路以及一些代谢途径相关分子的表达不断增强;而DNA重组、泛素依赖的蛋白代谢途径以及一些应激反应相关分子的表达逐步减弱。 ④应用STC-pathway分析上述趋势的基因,提示:随着辐射剂量的增加,造血系统、T细胞受体信号通路以及初级免疫反应的相关基因(如CD3D,CD8A等)表达不断增强。此外,当辐射剂量由4.5Gy增加至9Gy时,同种异体移植物抗拒及免疫抗宿主病(Graft-versus-host disease,GVHD)两条通路的相关基因(如FASLG,HLA-DRB1)的表达逐步减弱。 ⑤基因共表达网络分析提示:相互作用强度高的基因多属于泛素依赖的蛋白代谢途径及转录途径。挑选出CYP4F11, PCNT,LOC286467, PSMD14, SENP3, CIZ1, GZMA,EPS8等8个相互作用强的基因中,PSMD14和SENP3属于泛素依赖的蛋白水解途径。 ⑥挑选12个代表性基因,用荧光定量PCR方法进行验证,与芯片数据结果保持一致。 2. TBI与ALL患者外周血淋巴细胞mtDNA改变的关系 ①分别比较健康志愿者及ALL患者辐射前的mtDNA含量及CD比例基础水平,均无显著差异(P>0.05)。 ②TBI后ALL患者外周淋巴细胞内mtDNA含量及CD比例改变 经4.5Gy及9GyTBI辐射后,样本中的mtDNA含量显著增加(4.5Gy vs.0Gy=0.043,9Gy vs.0Gy=0.025);而CD含量显著降低(4.5Gy vs.0Gy=0.038,9Gy vs.0Gy=0.011)。 ③TBI后每个ALL患者外周淋巴细胞内mtDNA含量及CD比例的相对改变 经4.5Gy TBI辐射后,病人外周淋巴细胞的mtDNA含量平均增加了1.87倍,经9Gy TBI后,增至2.13倍,均有显著差异(P0.001)。经4.5Gy和9GyTBI后,病人的CD比例平均减少至0.78及0.61倍,均有显著差异(P0.001)。比较不同剂量TBI后的每例患者,其mtDNA含量(P=0.041,9Gy vs.4.5Gy)和CD比例(P0.001,9Gyvs.4.5Gy)均有统计学差异。 ④辐射后mtDNA含量与CD比例的关系 将所有样本中的CD比例不等分为含量高和含量低的两组(2/3为含量高组,1/3为含量低组),可发现不同剂量辐射后,mtDNA含量与CD比例之间有一定的负相关(4.5Gy TBI后, P=0.037;9Gy TBI后,P=0.048)。 ⑤年龄在19~56岁的26例病患中,年龄大的患者,其外周血淋巴细胞中的mtDNA含量相对较高。 结论: 1.我们的小样本量探索性研究发现:较之中等剂量(4.5Gy)辐射样本,差异表达的基因组合更适合区分大剂量TBI(9Gy)后的ALL患者外周淋巴细胞样本,提示该方法有成为区分中高剂量辐射的生物剂量计的可能。 2.应用恰当的生物信息方法,在转录水平发现并重点探讨了泛素依赖的蛋白水解途径及免疫移植物抗宿主病这两条影响急淋病患TBI预处理疗效的关键信号通路,初步阐述了TBI预处理方案的辐射生物学机制,及其疗效优于非TBI预处理的原因。 3.辐射早期外周淋巴细胞中的mtDNA含量增加,同时其中的CD比例降低,提示mtDNA的改变(mtDNA含量与CD比例)有成为分子辐射剂量计的潜在价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 范媛;詹瑧;刘杰;;口腔扁平苔藓基因表达谱中差异表达基因初步探讨[J];华西口腔医学杂志;2007年04期
2 刘红生;袁作彪;韩天权;蒋兆彦;张圣道;;肝脏基因表达谱在急慢性胆囊炎中的差异[J];中国医药;2007年09期
3 欧阳玉梅;;酵母蛋白质相互作用与基因表达谱和亚细胞定位的相关性[J];中国生物化学与分子生物学报;2008年10期
4 黄成玉;于臻;冉晓瑛;;一种有效的算法在胃癌特征基因选取中的应用研究[J];华北科技学院学报;2008年04期
5 宋洁;;肾阳虚证基因表达谱的研究进展[J];辽宁中医杂志;2010年01期
6 许亮国,谢鹭,王磊,何志巍,杨玉文,姚开泰;鼻咽癌组织基因表达谱的研究[J];中国病理生理杂志;2000年10期
7 姚连生;生物芯片在生命科学研究领域中的应用[J];第一军医大学学报;2001年07期
8 托娅,苏秀兰,路桂荣,辛学东,王文礼,柯杨,包文宇;基因芯片在抗肿瘤血管生成中草药相关基因筛选中的研究[J];第二军医大学学报;2002年03期
9 袁开宇,赵震宇,刘瑛,邹江,刘梅冬,陈广文,尢家騄,肖献忠;用cDNA微阵列研究内毒素休克小鼠肺组织基因表达谱的改变[J];生物化学与生物物理进展;2002年03期
10 李泽,包雷,黄英武,孙之荣;基于基因表达谱的肿瘤分型和特征基因选取[J];生物物理学报;2002年04期
11 周鹤同,吴宏飞,苏长青,邵竹平;基因芯片在肾癌相关基因研究中的应用[J];实用癌症杂志;2003年05期
12 王建军,刘妍,成军,杨倩,纪冬,党晓燕,徐志强,王春花;基因表达谱芯片技术筛选丙型肝炎病毒核心蛋白反式调节基因TAHCCP2的调节基因[J];世界华人消化杂志;2004年04期
13 张克勤,靳凤烁,高琳;11例人膀胱移行细胞癌基因表达谱变化的临床分析[J];重庆医学;2005年03期
14 余传定,许沈华,牟瀚舟,姜志明,朱赤红,刘祥麟;胃癌和癌旁黏膜与距癌远端切缘胃黏膜基因表达谱差异的研究[J];中华胃肠外科杂志;2005年06期
15 陈炜;吴志勇;邱江峰;张志奇;罗海峰;Joan Rosello-Catafau;;大鼠肝细胞缺氧预处理后基因表达谱的改变[J];中华外科杂志;2005年21期
16 王栋;李强;杨达;郝晓峰;李崇前;吕莹丽;钟国才;王海敏;郭政;;利用基因芯片观察抑郁症大鼠模型基因表达的变化[J];中国临床康复;2006年22期
17 吕诚;赵林华;肖诚;贾红伟;查青林;闫小萍;王建明;张英泽;杨卫彬;Youwen Zhou;李梢;吕爱平;;类风湿关节炎患者外周血CD4~+T淋巴细胞基因表达谱研究探讨[J];中华风湿病学杂志;2006年07期
18 李莉;韩萍;刘妍;纪冬;陈国凤;朱传琳;;乙型肝炎病毒相关的肝硬化患者外周血单个核细胞基因表达谱的研究[J];胃肠病学和肝病学杂志;2006年05期
19 李曼;赵作伟;张阳;;结肠癌淋巴结转移相关基因的表达谱研究[J];肿瘤研究与临床;2006年10期
20 窦骏;王净;刘蓬勃;张兴建;;不同HCV基因型C蛋白在HepG2细胞引起基因表达改变的初步研究[J];生物技术通讯;2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王琦;李雪;刘彦;朱志兵;薛英威;傅松滨;;应用基因表达谱芯片研究胃癌基因表达谱[A];中国的遗传学研究——中国遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2003年
2 蔡彦宁;温玫;张愚;陈彪;;帕金森患者尾状核中基因表达谱研究[A];中华医学会第七次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2004年
3 石文静;陈超;胡宝洋;龚红华;周国民;;新生小鼠视网膜病变的基因表达谱变化[A];2006(第三届)江浙沪儿科学术会议暨浙江省儿科学术年会论文汇编[C];2006年
4 于英男;洪源;李烨;成军;李燕;;刀豆素蛋白引起免疫性肝损伤小鼠肝脏基因表达谱变化[A];第十届全国生化与分子药理学术会议论文摘要汇编[C];2007年
5 孙开来;郝冬梅;孙秀菊;郑志红;富伟能;;胃癌发生发展过程中基因表达谱检测[A];中国的遗传学研究——中国遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2003年
6 刘培强;谢青松;朱大铭;;用于基因表达谱数据聚类分析的贪心图划分算法研究[A];2006年全国理论计算机科学学术年会论文集[C];2006年
7 高瑞兰;陈小红;林筱洁;钱煦岱;徐卫红;吴超群;;三七皂苷诱导造血细胞基因表达谱的研究[A];2005年华东六省一市血液病学学术会议暨浙江省血液病学学术年会论文汇编[C];2005年
8 张进;肖波;吴志国;李国良;杨晓苏;李静;;颞叶癫痫大鼠模型海马基因表达谱和蛋白表达谱的研究[A];中华医学会第七次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2004年
9 高瑞兰;陈小红;林筱洁;钱煦岱;徐卫红;吴超群;;三七皂苷诱导造血细胞基因表达谱的研究[A];第三届海峡两岸中西医结合学术研讨会论文集[C];2005年
10 吴红金;吕俊萍;马增春;王升启;;川芎嗪对培养人脐静脉内皮细胞基因表达谱的影响[A];第六次全国中西医结合血瘀证及活血化瘀研究学术大会论文汇编[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田素礼;应用基因表达谱芯片探讨Oxaliplatin诱导人结肠癌细胞凋亡分子机制的实验研究[D];吉林大学;2005年
2 胡吉;垂体瘤组织基因表达谱及发病机制研究[D];复旦大学;2005年
3 黄志刚;应用肿瘤基因解剖工程数据库及RNA干扰技术检测大肠癌基因表达谱[D];复旦大学;2005年
4 黄静;扶正增效方对非小细胞肺癌放射增敏的临床及基因表达谱研究[D];北京中医药大学;2006年
5 姚实林;阳虚质理论及其外周血基因表达谱研究[D];北京中医药大学;2007年
6 马丽娟;利用激光捕获显微切割及基因芯片技术构建喉鳞状细胞癌基因组差异表达谱[D];中南大学;2008年
7 周美启;针刺心经与小肠经干预急性心肌缺血大鼠心脏和下丘脑基因表达谱比较研究[D];广州中医药大学;2005年
8 祝骥;人红白血病K562细胞基因表达谱芯片制作及应用研究[D];华南理工大学;2002年
9 张骞;红色毛癣菌孢子EST构建及基因表达谱分析[D];吉林大学;2007年
10 郭帮富;骨质疏松症患者成骨细胞基因表达与中医证型的相关性研究[D];广州中医药大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王爽;鼻咽低分化鳞状细胞癌分子分类的初步研究[D];第一军医大学;2004年
2 申晓敏;人胃癌耐药细胞系的建立及相关基因研究[D];天津医科大学;2005年
3 高泓;一个糖尿病家系肾阴阳两虚证基因表达谱研究[D];成都中医药大学;2005年
4 黄丽俊;应用基因芯片筛选植物激活蛋白处理水稻相关差异基因及其验证[D];重庆大学;2005年
5 杨庆平;基于贝叶斯网络的基因调控网络构建算法的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 张秋水;支持向量机在基因表达数据中的研究[D];厦门大学;2007年
7 段艳华;基于基因表达谱的肿瘤分类特征基因选择研究[D];北京工业大学;2008年
8 胡小刚;1型神经纤维瘤病恶变中基因表达谱差异的比较研究[D];第二军医大学;2008年
9 葛汝村;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[D];山东大学;2005年
10 高婷;利用抑制差减杂交技术研究小麦幼苗水分胁迫诱导的基因表达谱[D];山西农业大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 衣晓峰 通讯员 李小莲;探寻“证”的基因表达谱[N];中国中医药报;2009年
2 ;聚类分析在自身免疫病基因表达谱研究中的初步应用[N];中国医药报;2003年
3 记者 张学全 张建松;我人类功能基因研究获重要进展[N];新华每日电讯;2000年
4 胡永忠;专家热论生物医药[N];医药经济报;2002年
5 通讯员吴志军 刘征云;咬定青山不放松[N];科技日报;2002年
6 记者 胡德荣 通讯员 汪敏;我国两项基因研究达国际先进[N];健康报;2000年
7 秦红 冷明祥 王兴东;南医大汇集 群雄“抢”基因[N];新华日报;2001年
8 薛开先;基因组学研究对中医现代化的启示[N];中国中医药报;2001年
9 陈瑜;沈自尹;陈伟平;淫羊藿总黄酮重建衰老免疫稳态的分子机制[N];中国医药报;2005年
10 余志平;寻找遗传学线索 提高化疗效果[N];中国医药报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978