肝星形细胞的生长因子信号通路相关基因与大鼠肝再生的相关性研究

摘要

肝再生是一个复杂的过程，涉及细胞激活、去分化、增殖及增殖调控、再分化和组织结构功能重建等多种生理生化活动。细胞信号转导是生命活动的调控中心，细胞的生长、增殖、分化、凋亡、代谢等生理生化活动均要受到信号转导的调控。在大鼠肝再生中，多种生长因子通过自分泌(Autocrine)或旁分泌(Paracrine)方式激活各种生长因子信号通路参与肝再生。肝脏由肝细胞、胆管上皮细胞、肝星形细胞、窦内皮细胞、库普弗细胞、陷窝细胞、树突状细胞等多种细胞组成，以往对肝再生的研究多停留在组织水平。为在转录水平了解肝星形细胞的生长因子信号通路相关基因与肝再生的相关性，本文用门静脉两步灌流法分散肝脏细胞，用Percoll密度梯度离心和免疫磁珠分选方法分离再生肝的星形细胞，用RatGenome2302.0芯片检测大鼠2/3肝切除和手术对照后恢复2、6、12、24、30、36、72、120和168h时再生肝星形细胞生长因子信号通路相关基因的表达情况，用荧光实时定量PCR检测芯片分析结果的可靠性，用生物信息学和系统生物学等方法分析相关基因在大鼠再生肝星形细胞中的表达模式和作用。荧光实时定量PCR检验再生肝星形细胞的标志基因表达情况表明，芯片结果与荧光实时定量PCR检验结果基本一致，说明芯片检测结果可靠，用生物信息学和系统生物学等方法分析肝再生相关基因在大鼠再生肝星形细胞中表达变化及表达模式和作用表明，38个TGF-β信号通路相关基因与肝再生有关，肝再生启动和进展阶段，TGF-β信号通路抑制肝星形细胞生长和增殖，到终止阶段，相应的抑制作用减弱，此外，TGF-β信号通路还通过调控肝星形细胞分化、炎症反应、胞外基质合成等生理活动参与肝再生；68个WNT信号通路相关基因与大鼠肝再生相关，其中38、28和5个肝再生相关基因分属于WNT/β-catenin、WNT/Ca2+及PCP信号途径，WNT信号通路相关基因在调控肝星形细胞生存、代谢、增殖和分化等方面起作用；77个参与MAPK、PI3K和Ca2+介导的信号通路的生长因子及其受体基因与大鼠肝再生相关，除生长因子及其受体基因外，95、82和43个肝再生相关基因分属于MAPK信号通路、PI3K信号通路及Ca2+介导的信号通路，这些基因通过调控肝星形细胞炎症反应、存活、增殖、分化、迁移等生理活动参与肝再生。总的来看，生长因子信号通路相关基因表达模式多样、复杂，相关基因主要在肝再生启动阶段起始表达，总表达以上调表达为主，在整个肝再生中起作用。