顱腦創(chuàng)傷后亞低溫腦保護機制：基因組學(xué)研究.pdf

1、顱腦創(chuàng)傷后亞低溫的應(yīng)用目前被證實可以有效改善組織病理學(xué)和行為學(xué)結(jié)果，但其保護效應(yīng)的深層次機制仍未完全清楚。本研究應(yīng)用基因芯片技術(shù)，篩選出創(chuàng)傷性顱腦損傷大鼠海馬的差異表達基因；也篩選出亞低溫和常溫條件下創(chuàng)傷性顱腦損傷大鼠海馬的差異表達基因譜，并對差異表達基因進行顯著性分析、功能集群分析及傳導(dǎo)通路分析，探討亞低溫腦保護作用的分子機制。 第一部分：顱腦創(chuàng)傷后大鼠海馬基因表達譜的變化 目的：篩選出創(chuàng)傷性顱腦損傷大鼠海馬的差異表達

2、基因。 方法：創(chuàng)傷組(n=3)采用液壓沖擊裝置，建立大鼠中度顱腦損傷模型，3h后取傷側(cè)海馬組織液氮凍存。對照組(n=5)除不予打擊外，其他操作同創(chuàng)傷組。采用Affymetrix大鼠全基因組芯片檢測兩組動物海馬基因表達的變化，獲取差異表達基因。 結(jié)果：篩選出差異表達(相差≥2倍)基因共有159個，其中上調(diào)136個，下調(diào)23個。 結(jié)論：中度顱腦損傷后大鼠海馬基因表達發(fā)生明顯變化，尤以大量上調(diào)為主，提示繼發(fā)性顱腦損傷是

3、一個多因素參與的過程。 第二部分：亞低溫對顱腦創(chuàng)傷大鼠海馬基因表達譜的影響 目的：篩選出亞低溫對創(chuàng)傷性顱腦損傷大鼠海馬影響的差異表達基因。 方法：采用液壓沖擊裝置，建立大鼠中度顱腦損傷模型。亞低溫組(n=3)于傷后維持體溫33±0.5℃持續(xù)3h，常溫組(n=3)始終維持體溫37±0.5℃。采用Affymetrix大鼠全基因組芯片檢測兩組動物海馬的基因表達，獲取差異表達基因。 結(jié)果：篩選出顯著性差異表達(P

4、＜0.01)基因共有133個，其中上調(diào)57個，下調(diào)76個。 結(jié)論：亞低溫對中度顱腦損傷大鼠海馬基因表達有明顯影響，這些差異表達基因可能與亞低溫腦保護作用相關(guān)。 第三部分：顱腦創(chuàng)傷大鼠海馬常溫及亞低溫下的基因芯片數(shù)據(jù)分析 目的：判斷出亞低溫導(dǎo)致的差異基因中變化最顯著、最集中的基因功能及其所含基因。 方法：對常溫組、亞低溫組基因芯片原始信號進行分析，并且以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進行差異基因顯著性分析、功能集群分析和傳

5、導(dǎo)通路分析。 結(jié)果：篩選出顯著性差異表達(P＜0.05)基因共275個，其中上調(diào)136個，下調(diào)139個。分析得到上調(diào)、下調(diào)基因功能集群，以及各自所含有的差異表達基因。亞低溫后上調(diào)基因的最主要功能為“突觸形成和發(fā)生”，下調(diào)基因的最主要功能分類為“炎癥應(yīng)答的調(diào)節(jié)”。差異基因中最重要的信號傳導(dǎo)途徑是“鈣離子信號途徑”。 結(jié)論：亞低溫對顱腦創(chuàng)傷大鼠海馬基因的表達有明顯影響。其腦保護作用與“突觸形成和發(fā)生”功能的上調(diào)、“炎癥應(yīng)答反

6、應(yīng)”的抑制和對“鈣離子信號途徑”的調(diào)節(jié)，密切相關(guān)。 第四部分：亞低溫對重要腦創(chuàng)傷相關(guān)基因的影響 目的：驗證重要腦創(chuàng)傷相關(guān)基因(Cmbp、Nrxn3、Atp2b1、Tgm2、Fcgr3)在腦創(chuàng)傷大鼠亞低溫治療后表達的改變，探討其在亞低溫腦保護機制中的作用。 方法：采用液壓沖擊裝置，建立大鼠中度顱腦損傷模型。對照組(n=5)不予打擊傷且常溫維持，常溫組(n=5)傷后維持體溫37±0.5℃，亞低溫組(n=5)于傷后維持

7、體溫33±0.5℃持續(xù)3h。同一時刻點取傷側(cè)海馬組織進行熒光定量PCR檢測。 結(jié)果：Cmbp、Nrxn3和Atp2b1基因的表達在創(chuàng)傷后明顯減少，亞低溫作用后顯著增加(P＜0.05)。Tgm2和Fcgr3基因的表達在創(chuàng)傷后明顯增加，亞低溫作用后顯著降低(P＜0.05)。結(jié)果與基因芯片分析一致。 結(jié)論：顱腦創(chuàng)傷及亞低溫腦保護作用與Cmbp、Nrxn3、Atp2b1、Tgm2和Fcgr3的表達變化密切相關(guān)。這些基因的表達改變