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在应激诱导的焦虑模型中运用eQTL方法研究EAPP基因调控网络

段程伟  
【摘要】:目的 慢性应激条件下,研究EAPP基因在小鼠下丘脑组织中基因表达的变化及调控。方法1.构建慢性应激模型;在蛋白水平,运用蛋白免疫印迹(Western Blot)检测EAPP的蛋白表达变化;在m RNA水平,运用实时荧光定量PCR(q PCR)检测EAPP的m RNA表达变化;运用免疫组织化学(immunohistochemical)检测EAPP基因在下丘脑组织中的定位、分布及其表达变化。2.EAPP基因的e QTL定位分析。借助于美国田纳西大学建立的e QTL分析在线工具:www.genenetwork.org,采用区间作图(interval mapping)、复合连锁分析(composite mapping)和交互影响连锁分析(interactive mapping)的方法,在全基因组水平定位影响EAPP基因的数量性状基因座(expression Quantitative Trait Locus,e QTL)。本实验主要使用Gene Network网站(www.genenetwork.org)中―INIA BXD hypothalamus Cohort Affy Mo Gene 1.0 ST(Nov10)RMA‖数据库(accession number:GN113),该数据库中包括50个品系的BXD RI小鼠和及其亲本B6、D2及其F1代(B6D2F1和D2B6F1)。3.EAPP下游候选基因的鉴定。应用Cluster Map分析BXD RI小鼠下丘脑中受EAPP调控的基因,且运用偏相关分析排除连锁不平衡对下游基因定位的影响。4.EAPP基因下游基因及其高相关基因的验证。在SH-SY5Y细胞中,敲低EAPP基因,运用q PCR检测下游候选基因Sphk2和Nosip的表达变化,并且在慢性应激模型中,运用q PCR检测了下游基因Sphk2和Nosip基因以及高相关基因Mmp9、Npy、Npy5r和Maob的表达变化。5.EAPP调控网络的构建。以皮尔森相关系数(person product-moment correlation coefficient)为评价指标计算EAPP基因的表达量与BXD RI小鼠下丘脑组织中其余所有基因的遗传相关度(genetic correlation),选择其中相关度最高的(r0.58,p0.01)前60个基因构建EAPP基因的遗传调控网络。结果1.在慢性应激诱导下的小鼠下丘脑组织中,在m RNA水平,实时荧光定量PCR分析发现EAPP基因表达上升;在蛋白水平,免疫印迹和免疫组织化学分析发现EAPP基因的表达也呈现出表达上升趋势;说明EAPP基因参与了应激反应。2.e QTL定位分析结果显示:EAPP基因具有似然比(likelihood ratio statistics,LRS)高达100的e QTL,且该基因座位于EAPP基因自身所在的位置5Mb以内(±5Mb),属于顺式e QTL(cis-e QTL)。3.在Cluster Map分析中,Sphk2、Kih132和Nosip基因被确定为EAPP基因的下游候选基因。在慢性应激模型中,Sphk2和Nosip基因的,在敲低EAPP基因的SH-SY5Y细胞中,Sphk2和Nosip基因的m RNA呈现出低表达4.通过皮尔森相关分析筛选出与EAPP基因高度相关的基因Mmp9、Npy、Npy5r和Maob,在慢性应激模型中,Mmp9、Npy和Npy5r呈现出高表达,而基因Maob显现出低表达;在敲低EAPP基因的SH-SY5Y细胞中,Mmp9、Npy和Npy5r基因的m RNA呈现出低表达而基因Maob的m RNA呈现出高表达。构建了EAPP基因的遗传调控网络。结论1.慢性应激诱导后的EAPP在小鼠下丘脑中的表达量升高,且与应激表型高度相关2.EAPP是一个顺式调节基因(cis-eQTL),EAPP可以调节应激相关基因的表达变化,如:Npy、Maob、Npy5r、Mmp93.成功构建EAPP遗传调控网络


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