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小鼠创伤反应异质性相关基因的筛选与克隆

冯刚  
【摘要】: 不同的个体对相同或相似的创伤易感性不同,大量的研究显示个体遗传背景的差异可能是其重要原因之一,但究竟是哪些(个)基因决定这种创伤反应异质性目前还不清楚。由于机体的创伤反应是一个涉及多器官功能的复杂过程,所以我们有理由推断可能是多基因共同影响和控制这种创伤反应异质性表型,一些相似的研究结果也支持这种推论。虽然对这种受多基因共同影响的复杂病理机制的研究一直是医学分子遗传学的难题之一,但随着近二十年来分子生物学和分子遗传学理论和技术的迅猛发展,以及人类基因组和其它模式生物基因组计划取得的巨大成就,出现了许多用于复杂遗传性状相关基因的筛选与克隆的策略和技术,如cDNA微阵列(或基因芯片)和抑制消减杂交技术等。 本课题以BABL/C和C57BL/6小鼠为研究对象,建立了全身性冲击伤动物模型,并进行了以下四个方面的初步探索:(1)比较BALB/C和C57BL/6近交系小鼠在相同全身性冲击波暴露条件下,创伤早期反应是否存在明显的异质性。(2)采用基因芯片技术比较两种小鼠肝组织和肺组织创伤后早期基因表达谱的表化。(3)利用抑制消减杂交技术筛选BALB/C小鼠冲击伤后极早期(伤后1小时)脑组织差异表达的基因,然后比较这些基因在BALB/C和C57BL/6创伤后早期脑组织中的表达有无差异。(4)观察与创伤早期反应关系明确的细胞因子γ-干扰素在冲击伤后两种小鼠血清和肺组织中的表达是否存在差异,以期能通过上述研究,为初步了解不同个体创伤反应异质性的分子遗传学机制提供实验依据。 主要的结果与结论如下: 1.建立了稳定的用于比较不同品系小鼠创伤反应异质性的全身性冲击伤模型。该模型动物不需要麻醉,可以同时致伤60只动物,使实验结果具有较好的可比性。 2.动物实验发现:BALBC和 C57BL历小鼠在相同的全身性冲击波暴露 致伤条件下,创伤后早期门 小时以内)死亡率和肺损伤严重度有显 著差异,其中C57BL/6小鼠表现出对冲击波相对耐受。 3.BALB记和 C57BL历小鼠的死亡主要发生在伤后 6小时以内,但在同 系动物内雌雄之间的死亡率和肺损伤严重度并无显著差异。 4.通过小鼠基因芯片实验发现:BALB/C和 C57BL/6小鼠在相同条件的 全身性冲击波损伤后早期,肝组织基因表达谱变化有显著的差异,主要 表现在一些参与应激反应、炎症反应、组织损伤与修复、细胞信号转导。 生物氧化和物质代谢的基因出现明显的差异表达。C57BL历小鼠在创伤 后早期表现出较强的应激反应能力可能与其创伤相对耐受能力相关。 5.通过小鼠基因芯片实验还发现:BALB价和 C57BL/6小鼠在相同条件 的全身性冲击波损伤早期,肺组织基因表达谱也有显著的差异,主要表 现在一些参与组织损伤与抗过氧化损伤、炎症反应、细胞凋亡和细胞信 号转导的基因明显差异表达。其中一些与组织损伤相关基因在BALBC 中的高表达和抗过氧化损伤相关的基因在C57BL/6中的高表达可能与 它们的肺损伤异质性相关。 6.通过抑制消减杂交技术,筛选到37个在全身性冲击伤早期脑组织中差 异表达的基因和基因片段,其中已知功能的基因31个,6个为未知功 能新基因EST片段。这些已知功能的基因主要参与创伤早期脑组织细 胞间相互作用、神经细胞损伤、蛋白质合成、生物氧化还原作用和Ras 信号通路的活化。表明在冲击伤早期,脑组织内细胞生理功能活跃、细 胞间相互作用增强,处于明显的应激状态。 7.发现烯醇酶1和细胞色素C氧化酶*基因在BALB/C和C57BL/6小鼠 全身性冲击伤后早期脑组织中显著差异表达,并可能与两种小鼠的创伤 反应异质性相关。 8.筛选和克隆了一个在BALB记和C57BL/6小鼠全身性冲击伤后早期脑 组织中差异表达的新基因GBI的全长。DNA,并在Genbank登录注册 (Genbank登录号:AF48 964)。初步的研究显示 GBI仅仅在小鼠脑组 Vll -/ 织中有基础水平的表达。生物信息学分析提示该基因含一个编码249 个氨基酸残基的开放阅读框,其推导蛋白质分子具有25个功能结构域 和 4个跨膜疏水结构,并与已知的早期即刻蛋白 IE 75和水应激诱导蛋 白 RABZI具有部分序列相似性,这些信息提示其可能参与脑组织中细 胞应激信号的转导。 9.发现IFNY在BALB价和C57BL历相同冲击暴露致伤后早期的表达模式 有显著差异,可能与BALBC和C57BL/6肺损伤差异性病理过程相关, 但尚需进行进一步的实验验证。


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