胰島素樣生長因子1保護心肌細胞免于凋亡機制的探討.pdf

1、目的：隨著年齡的增長，人的心臟功能呈衰退趨勢，心肌細胞逐漸減少，心肌細胞凋亡是心肌細胞減少的主要原因。IGF-1可以保護心肌細胞免于凋亡，IGF-1對于心肌細胞的保護能力和在對抗心肌細胞凋亡方面的卓越表現(xiàn)，使其成為一個非常有吸引力的和臨床應(yīng)用潛力的心臟保護類藥物，但是對于其作用機制認識的不足是IGF-1作為心臟保護類藥物應(yīng)用于臨床的主要障礙。本研究的目的在于揭示IGF-1保護心肌細胞免于凋亡的新的作用機制，為IGF-1作為心臟保護類藥物

2、應(yīng)用于臨床打下基礎(chǔ)。
　　 方法：采用基因芯片的方法觀察了IGF-1作用于大鼠心肌細胞后的基因表達譜，通過Affymetrix、Genespring和Cyber T三種統(tǒng)計學(xué)方法對基因芯片數(shù)據(jù)進行處理，對處理后得到的表達下降的基因分別進行了文獻檢索，對于新發(fā)現(xiàn)的從未被報道與凋亡相關(guān)的基因進一步文獻檢索，通過RT-PCR和Western-blot方法觀察了大鼠心肌細胞中IGF-1對BTEB和CYP1A1基因表達的調(diào)控。利用BTEB

3、和CYP1A1的特異性siRNA下調(diào)這兩個基因的表達水平以后，以DNA梯狀帶、Caspase3活性觀察大鼠心肌細胞系H9C2在血清饑餓的條件下的凋亡情況，以臺酚藍染色法觀察了細胞存活情況。
　　 結(jié)果：通過對基因芯片數(shù)據(jù)的三種統(tǒng)計學(xué)處理，我們一共得到了31個表達下降的基因。我們將這31個基因分別進行了文獻檢索，發(fā)現(xiàn)了一個新的從未被報道與凋亡相關(guān)的基因-基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄元件結(jié)合蛋白BTEB（Basic transcription elem

4、ent binding protein）。進一步研究發(fā)現(xiàn)IGF-1可以通過下調(diào)BTEB進而下調(diào)CYP1A1的基因表達，而且BTEB在心肌細胞中也同樣可以調(diào)節(jié)CYP1A1的基因表達。我們利用BTEB和CYP1A1的特異性siRNA下調(diào)這兩個基因的表達水平以后，大鼠心肌細胞系H9C2在血清饑餓的條件下，凋亡情況有了一定的改善，與IGF-1的作用情況相似。
　　 結(jié)論：發(fā)現(xiàn)了一個未被報道過的IGF-1抑制心肌細胞凋亡的信號傳導(dǎo)通路--

5、BTEB-CYP1A1通路，這一機制提示了線粒體也同樣參與到IGF-1抑制心肌細胞凋亡的過程當(dāng)中。
　　 創(chuàng)新點：本研究的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　 1.利用基因芯片技術(shù)觀察了IGF-1作用于大鼠心肌細胞后的基因表達情況，發(fā)現(xiàn)了一條未被報道過的IGF-1保護心肌細胞免于凋亡的通路—BTEB-CYP1A1通路。這一通路首次提示了IGF-1可能通過細胞色素c參與的線粒體機制抑制心肌細胞凋亡，該發(fā)現(xiàn)豐富了我們對于IG

6、F-1保護心肌細胞免于凋亡的認識，為IGF-1作為心臟保護藥物最終應(yīng)用于臨床打下了基礎(chǔ)。
　　 2.在同一組中利用5塊芯片進行平行實驗，最大可能地減少了假陽性結(jié)果。由于基因芯片實驗成本較高，所以有些研究人員往往只采用一對芯片進行實驗，通過比較熒光強度倍數(shù)的差異來確定基因表達的差異，這樣往往得到大量的假陽性結(jié)果，我們采用同一樣品5塊芯片平行實驗，利用組間t檢驗代替熒光強度倍數(shù)，使我們結(jié)果的可靠性大為增加。
　　 3.相同的

7、基因芯片數(shù)據(jù)采用不同的統(tǒng)計學(xué)處理方法往往得到不同的實驗結(jié)果，但是對于大多數(shù)醫(yī)學(xué)尤其是臨床醫(yī)學(xué)研究人員來說一般并不具備足夠的統(tǒng)計學(xué)知識，所以選取一個合適的統(tǒng)計學(xué)處理軟件是一個切實可行的辦法。本研究比較了目前常用的三種基因芯片數(shù)據(jù)處理的統(tǒng)計學(xué)軟件在同一實驗中的處理結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)Affymetrix公司自帶的軟件在基因芯片數(shù)據(jù)處理中誤差較大，而Genespring和CyberT誤差較小，相較于Genespring，CyberT處理基因芯片數(shù)據(jù)