ERK1/2和JNK信号通路对大鼠再生肝8种细胞的增殖和凋亡调控作用研究

【摘要】：大鼠2/3肝切除(parital hepatectomy,PH)后,信号分子通过激活信号转导级联反应促进转录因子c-JUN、AP-1和CEBP/β等转录,促进残肝细胞相继进入细胞周期循环,代偿丢失的肝脏细胞并恢复肝脏的生理功能,这个过程需要ERK1/2和JNK等多条信号通路参与调控。以往有关报道多研究信号通路中单个基因在肝再生中的作用,且多限于组织水平。但肝脏由肝细胞(hepatocytes,HC)、胆管上皮细胞(biliary epithelia cells,BEC)、肝星形细胞(hepatic stellate cells,HSC)、卵圆细胞(oval cells,OC)、窦内皮细胞(sinusoidal endothelial cells,SEC)、库普弗细胞(Kupffer cells,KC)、陷窝细胞(pit cells,PC)和树突状细胞(dendritic cells,DC)等多种细胞组成,为从细胞和基因转录水平了解ERK1/2和JNK信号通路对大鼠再生肝8种细胞的作用,本文通过检索NCBI、QIAGEN、KEGG和GENMAPP等网站资料和查阅相关论文整理出大鼠参与ERK1/2和JNK信号通路的基因;用percoll密度梯度离心和免疫磁珠相结合方法分离纯化出大鼠再生肝8种细胞;通过Rat Genome 230 2.0芯片检测再生肝8种细胞中ERK1/2和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这两条信号通路基因表达谱预示的生理活动。分析结果如下: 1、ERK1/2信号通路涉及165个基因和14条途径,Rat Genome 230 2.0芯片含其中的161个基因,其中,119个基因与大鼠肝再生相关。用谱函数分析基因的协同作用表明,在大鼠肝再生启动阶段,ERK1/2信号通路启动HC、HSC和KC活化。在进展阶段促进HC、BEC和HSC的细胞周期进程;调控部分SEC和KC增殖。在终止阶段,ERK1/2通路对HC、OC、HSC、PC和DC的促增殖作用减弱;但促进SEC的增殖。 2、JNK信号通路涉及42条途径和302个基因,Rat Genome 230 2.0芯片含其中的240个基因,其中,225个基因与大鼠肝再生相关。用谱函数分析基因的协同作用表明,在大鼠肝再生启动阶段,JNK信号通路促进DC凋亡。在进展阶段促进BEC增殖。在启动和进展阶段促进HC、DC和PC增殖。在启动和终止阶段促进OC凋亡。在整个肝再生中促进KC增殖和PC凋亡,在肝再生不同阶段对HSC和SEC的增殖和凋亡调控作用呈现较大差异。 综上所述,ERK1/2信号通路的11条途径和119个基因参与大鼠肝再生中8种肝脏细胞的增殖调控,JNK信号通路的42条途径和225个基因参与大鼠再生肝8种细胞的增殖和凋亡调控。