MiR-23b在大鼠肝再生终止阶段的表达及作用机制研究

摘要

大鼠70％肝切除（partiAlhepatectomy，PHx）后经1-2周时间基本恢复原来的体积和功能，这一过程被称为肝再生。肝再生进程大体分为三个阶段：启动阶段，增殖阶段，终止阶段。肝再生涉及的神奇现象一直受到人们的广泛关注：在启动阶段，肝细胞由平时的静转化为特殊时期的动，并有如此强大的再生能力；在增殖阶段，与其它一些组织、器官不同的是，肝脏的增殖并不只是由干细胞完成，而是由组成肝脏的多种细胞共同参与；在终止阶段，肝脏增殖的及时终止与肝脏肿瘤的无限增殖形成的鲜明对比。到目前为止，肝再生的相关研究主要集中在肝再生启动阶段和增值阶段，而肝再生终止阶段的分子机制仍不是特别清楚。
　　 MicroRNAs(miRNAs)是一类新发现的小RNAs，通过调控基因转录后水平的表达，参与生物生长和发育等许多生命过程的各个环节，包括器官发育、物质代谢、细胞分化、凋亡和癌变，是目前生命科学的研究热点和前沿领域。MiR-23b是一个参与调节多种信号通路的多功能miRNA，其作用涉及增殖、分化、凋亡、细胞粘附等各个方面，而且关于其功能及作用机制的研究仍在不断扩展。有趣的是，我们前期用芯片筛选肝再生后期差异表达的miRNA时发现miR-23b在肝再生终止阶段表达量明显降低。因此我们猜测miR-23b可能参与肝再生终止的调控，但目前miR-23b与肝脏的相关研究比较少，与肝再生相关的研究尚未见报道。
　　 鉴于上述分析，本课题利用经典的大鼠肝再生模型，研究miR-23b在大鼠肝再生终止阶段的作用并探讨其可能的分子机制，将有利于丰富对肝损伤和术后肝再生修复机制的认识和了解，并为更好的阐明肝再生终止的分子机理以及探寻肝脏肿瘤相关的治疗靶点提供实验依据。
　　 第一部分MiR-23b在大鼠肝再生终止阶段的表达变化及功能探讨MiR-23b 参与多种信号通路的调节，其作用涉及增殖、分化、凋亡、细胞粘附等各个方面。最新关于miR-23b等研究证明了它还可以作为TGF-β1信号通路的辅助成分调节该通路的激活。而TGF-β1信号通路在肝再生终止阶段发挥重要的作用。我们前期用芯片筛选肝再生后期差异表达的miRNA时发现miR-23b在肝再生终止阶段表达量明显降低。综合以上因素我们猜测在肝再生后期miR-23b可能通过调节TGF-β1信号通路参与肝再生终止。本部分实验旨在验证miR-23b在肝再生终止阶段的表达变化并探讨其对肝再生终止的作用及可能的分子机制。
　　 第二部分神经科粒素（neurogranin）在大鼠肝再生终止阶段的表达及功能探讨第一部分实验中，我们用Target scan5.1软件预测miR-23b下游可能的靶基因时发现神经颗粒素是miR-23b下游潜在的靶基因之一。尽管经验证肝细胞内miR-23b的表达改变不能调节神经颗粒素的表达，但是我们前期用基因芯片筛选大鼠肝再生终止阶段差异表达的基因时发现神经颗粒素在肝再生终止阶段(部分肝切除后120h, 168h)明显升高。
　　 本部分实验我们发现在肝再生终止阶段神经颗粒素的表达量上调与miR-23b 以及外源性甲状腺激素T3 无关，NO是神经颗粒素的上有调节分子。NO通过诱导神经颗粒素表达上调，参与线粒体凋亡通路调控肝再生终止。
　　 第三部分 miR-23b在肝癌组织中的表达及其在早期肝癌术后预后中的作用研究肝细胞癌（HCC）是人类最常见的致命性肿瘤之一，在全球肿瘤死亡原因中排列第五，中国大陆肝癌发病率占全球发病率的55％。根治性切除是HCC 治疗的首选治疗方法，但是预后尚不理想，首要原因是肝内复发。寻找理想的肝癌术后预后价值指标，并据此选择合理的辅助治疗对改善预后有重要意义。
　　 第一部分研究证明在肝再生终止阶段，miR-23b的低表达降低了其对Smad3的转录抑制从而间接激活TGF-β1信号通路促进肝再生终止。而TGF-β1信号通路在肝癌发生、发展中发挥着重要的作用，因此，我们猜测miR-23b 可能在肝癌的发生、发展和预后等过程中发挥作用。已有研究表明miR-23b 参与调节肝癌细胞增殖和侵袭等。因此，本部分实验结合临床病例和标本初步研究miR-23b在肝癌组织中的表达规律并初步探讨其对肝癌术后预后的影响，尤其是对早期肝癌预后的预测。
　　 本部分实验我们发现肝癌组织中miR-23b的表达水平低于癌旁及正常组织。
　　 miR-23b的表达水平与肝癌患者术后预后有关，对早期肝癌患者预后有预测作用，miR-23b 低表达患者术后可能会出现复发和转移，预后差。
　　 总之，我们通过对大鼠肝再生终止阶段分子机制的一系列研究，揭示了miR-23b、神经颗粒素在肝再生终止阶段的可能作用，进一步完善了肝再生分子机制的研究。同时，我们通过对miR-23b表达水平与肝癌术后预后相关性研究证实miR-23b 可以作为临床肝癌术后预后指标，不仅丰富了临床肝癌术后预后指标，同时为临床治疗肝癌提供了新的治疗靶点。

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文摘

英文文摘

论文说明：缩 略 词 表

声明

前 言

第一部分 MiR-23b 在大鼠肝再生终止阶段的表达变化及功能探讨

第二部分 神经颗粒素（neurogranin）在大鼠肝再生终止阶段的作用及其机制探讨

第三部分 MiR-23b 在肝癌组织中的表达及其在早期肝癌术后预后中的作用研究

全 文 总 结

附录 生化试剂及配制

综 述MiRNA 与疾病关系研究进展

研究生期间发表的文章

致谢