NF-κB信号通路对大鼠再生肝的肝细胞增殖的促进作用研究

摘要

肝脏有重要的生理功能和很强的再生能力。在物理、化学、生物等因素诱导下，残肝细胞进行增生以补偿丢失的肝组织和恢复肝脏的生物学功能，此过程称为肝再生(liver regeneration，LR)。研究表明，肝再生涉及细胞激活、去分化、细胞增殖及调控、再分化、组织结构和功能重建等生理活动，以及组织和细胞形态、结构的一系列变化。另一方面，核因子κB(nuclear factorκB，NF-κB)信号通路参与调节免疫反应、炎症反应、细胞增殖、细胞发育等重要生理活动相关基因的转录。为了从基因组转录水平了解其在大鼠肝再生中对肝细胞增殖的调控作用。本文用大鼠全基因组表达谱芯片RatGenome2302.O检测NF-κB信号通路、细胞增殖、NF-κB信号通路调节的细胞增殖相关基因，用RT-PCR确证芯片检测结果的可靠性。研究表明，NF-κB信号通路、细胞增殖和NF-κB信号通路调节的细胞增殖活动分别包含238、1680和121个基因，Rat Genome2302.0芯片含其中的197、1314和118个，大鼠再生肝中的有意义表达基因个数分别是79、423和56，肝细胞中的有意义表达基因数分别是83、484和58个。另外，用BLAST软件分析Affymetrix芯片上未知的肝再生相关基因同源性发现，大鼠再生肝中NF-κB信号通路、细胞增殖、NF-κB信号通路调节的细胞增殖相关基因的同源新基因分别有19、86和6个。肝细胞中的同源新基因分别有21、104和11个。然后，用谱函数(Et)计算相关基因的表达变化及它们预示的细胞增殖活动表叫，在大鼠再生肝中，途径1、12和13在大鼠肝再生起始和进展阶段以及途径5和6在进展阶段的信号传导活动增强；细胞增殖和NF-κB信号通路调节的细胞增殖相关活动亦在起始和进展阶段增强，并与信号传导活动正相关。在肝细胞中，途径1在起始和进展阶段、途径12在整个大鼠肝再生、途径13在进展和终止阶段的信号传导活动增强；而肝细胞增殖和NF-κB信号通路调节的肝细胞增殖活动在整个肝再生中都显著性地增强，且同样与其信号传导活动呈现正相关。最后，本文又用T检验(T-Statistic)方法挖掘关键基因和Pathway Studio7.0软件分析其关键基因的作用机理表明，在大鼠再生肝中，途径1通过关键基因Tnfrsf12a、途径5和6通过关键基因Lbp、途径12通过起关键作用的Rras2的同源基因AI548708和途径13通过关键基因Cxcl16、Fgr、Cxcr4增强NF-κB活性，提高关键基因Jun、Myc、Ldha、Bc13和其他相关基因的表达，促进细胞增殖。在肝细胞中，途径1通过关键基因Tnfrsf12a、途径12通过关键基因kras和途径13通过关键基因Cxcl12、Gnai1增强NF-κB活性，后者调节关键基因Ccnd1、Dusp1和其他相关基因表达促进肝细胞增殖。结论：NF-κB信号通路中五条和三条途径分别在大鼠再生肝和肝细胞中的信号传导活动和细胞增殖活动增强，且增强活动呈正相关。