Notch、Toll和整合素信号通路相关基因在大鼠再生肝胆管上皮细胞中表达模式和作用分析

摘要

肝脏有很强的再生能力。大鼠部分肝切除激活信号级联反应，促使肝细胞从G0期进入Gi期。之后，肝实质细胞和非实质细胞相继进入细胞周期循环，补偿丢失的肝组织及恢复肝脏的生理功能，这一过程需要多条信号通路参与调控。以往有关报道多为研究信号通路中单个或几个基因在肝再生中的作用，而关于信号通路涉及的众多基因在肝再生中的综合作用报道尚少。为此，本文通过检索KEGG、NCBI、RGD等网站资料，结合查阅相关论文，整理出参与Notch、Toll和整合素信号通路基因。用大鼠部分肝切除后恢复不同时间的再生肝组织为材料，分离纯化出胆管上皮细胞(biliaryepithelialcells,BECs)。用RatGenome2302.0芯片检测以上通路基因在大鼠再生肝的胆管上皮细胞中表达情况，筛选出肝再生相关基因；用系统生物学方法分析各通路肝再生相关基因的表达动态、表达模式，初步探讨各通路对再生肝胆管上皮细胞生理活动的调控作用。结果表明，再生肝的胆管上皮细胞中，22个Notch信号通路基因与大鼠肝再生相关，肝再生启动(PH后0-6h)、进展(PH后6-72h)和终止(PH后72-168h)3个阶段起始表达的基因数为1、20和1，基因的总表达次数为2、22和3，共表达上调23次、下调5次。它们表达的时间相关性分为12h和24h、36h、6h和30h、2h和120h、72h和168h等5组；表达模式分为进展阶段表达上调、进展阶段表达下调、启动和终止阶段表达上调、进展和终止阶段表达上调、整个肝再生中上/下调表达等5种。44个Toll信号通路基因与大鼠肝再生相关，肝再生启动、进展和终止3个阶段起始表达的基因数为14、29和1，基因的总表达次数为15、41和6，共上调50次、下调12次。它们表达的时间相关性分为12h和24h、6h、2h和30h、120h、36h、72h和168h等6组，表达模式分为启动阶段表达上调、进展阶段表达上调、进展阶段表达下调、终止阶段表达上调、终止阶段表达下调、启动和进展阶段表达上调、启动和进展阶段表达下调、进展和终止阶段表达上调、进展和终止阶段表达下调、启动和终止阶段表达上调、整个肝再生中表达上调等11种。91个整合素信号通路基因与大鼠肝再生相关，肝再生启动、进展和终止等3个阶段起始表达的基因数为27、60和4，基因的总表达次数为37、104和31，共上调160次，下调12次。它们表达的时间相关性分为12h和24h、2h和6h、30h和120h、36h、72h和168h等5组，表达模式分为启动阶段表达上调、进展阶段表达上调、进展阶段表达下调、终止阶段表达上调、终止阶段表达下调、启动和进展阶段表达上调、启动和进展阶段表达下调、进展和终止阶段表达上调、启动和终止阶段表达下调、整个肝再生中表达上调、整个肝再生中上/下调表达等11种。用系统生物学方法分析芯片检测结果表明，Notch信号通路促进再生肝的胆管上皮细胞生长、增殖与分化。Toll信号通路在整个肝再生中参与炎症反应，促进胆管上皮细胞增殖与迁移。整合素通路参与胆管上皮细胞与胆管上皮细胞、胆管上皮细胞与基质的粘附，并通过上述方式调控胆管上皮细胞的增殖、生长、分化、凋亡等。