环境致癌物黄曲霉毒素B1转化大鼠肝干细胞的表达谱分析

摘要

黄曲霉毒素B1(AFBl)是自然界中广泛存在的环境污染物,它的长期暴露是肝癌发生的主要危险因素之一。本研究利用干细胞与肿瘤发生发展的关系,研究了环境致癌物AFB1诱导肝干细胞恶性转化,并采用基因芯片技术从整体水平上刻画转化细胞转录组变化特征,对于理解环境污染物致癌机理具有非常重要的意义。
　　首先,大鼠肝卵圆细胞WB-F344经黄曲霉毒素B1(0.03μM、0.1μM和0.2μM)作用下发生恶性转化。发现转化细胞出现大量转化灶;转化灶细胞排列紊乱、重叠交叉生长、丧失了接触抑制;软琼脂克隆形成实验显示,转化细胞克隆形成率分别为0.8％、1.3%和2%;同时,肝干细胞特异基因YP、Vimentin、AFP、CK18等具有显著改变,表明AFB1成功诱导WB-F344恶性转化。
　　应用大鼠全基因表达谱芯片对转化细胞基因表达谱进行检测。共获1315个显著差异基因,且基因的下调表达趋势占据了主导地位。通过差异表达基因聚类分析发现AFB1在中高剂量下对肝干细胞作用类似;并从整体水平来看,基因在各组中的差异表达趋势以一致上调或一致下调居多。通过功能分析发现,差异表达基因功能类主要集中于在生物过程类上,显示肝干细胞恶性转化的发生与生物过程极为相关,其中细胞迁移、黏附、炎症反应等这些GO与肝干细胞恶性转化密切相关。通过通路分析发现,不同剂量作用下显著改变(p<0.05)的通路主要集中在MAPK信号通路、粘着斑通路、肌动蛋白细胞骨架调节通路等。表明肝干细胞恶性转化可能通过影响这些通路上的关键基因造成的。最后,通过差异表达基因作用网络分析发现,不同剂量作用下的核心基因主要集中在MET、CCL2、ITGA1、EGFR、COL1A1、ELN等,表明这些基因在肝干细胞恶性转化过程中具有重要作用。
　　另外,本研究采用的芯片所有内含质量控制指标均达到了Phalanx的控制标准,样本相关性和主成分分析均显示了所期望的相关模式;同时应用荧光定量PCR技术对芯片数据结果进行验证。本研究中所检测到的基因能够真实有效地反映它们表达的变化情况,数据具有较高的可信度,进一步确保了本研究的数据分析结果具有相应的生物学意义。

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第一章 文献综述

1.1黄曲霉毒素

1.2肝干细胞与肝癌

1.3基因芯片技术及其在肝癌中的应用

1.4基因芯片分析

1.5本研究的目的意义、研究内容和技术路线

第二章 AFB1诱导大鼠肝干细胞恶性转化

2.1实验材料

2.2实验方法

2.3实验结果

2.4讨论

第三章 AFB1作用大鼠肝干细胞的表达谱测定

3.1实验材料

3.2实验方法

3.3实验结果

3.4讨论

第四章 差异表达基因可靠性验证

4.1实验材料

4.2实验方法

4.3实验结果

4.4讨论

第五章 差异表达基因生物信息学分析

5.1数据库

5.2分析方法

5.2实验结果

5.3讨论

第六章 结论与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

附录

致谢