ConA诱导小鼠暴发型肝炎分子机制的生物信息学研究

摘要

目的：运用基因芯片及生物信息学技术，研究刀豆蛋白A(ConA)诱导的小鼠暴发型肝炎（暴肝）在病情发展早期的内在分子机制，寻找主导其进展的关键生物学过程或通路，同时探索MicroRNA(miRNA)在该过程中的调控作用，为临床对暴肝的诊治探索可供借鉴的思路。
　　 方法：将12只Bald/C小鼠分为4组，一组在注射磷酸缓冲液(PBS)后立即处死作为0h对照组，而另外三组分别于ConA注射后1h，3h和6h处死。取肝组织行表达谱和miRNA芯片实验。对芯片实验数据在归一化处理(normaliza TiO2)后通过显著性检验对相邻实验组进行两两比较，得到差异表达基因/miRNA列表。通过查询数据库得到miRNA的靶基因信息。通过富集分析（enrichment analysis）找出差异表达的基因所显著富集的功能类别，特别是通路信息。以卡方检验对差异表达miRNA的靶基因与实际差异表达基因的重合度进行检验。
　　 结果：在0-1h、1-3h和3-6h三个时间段，依次发现393、8354和11344个差异表达基因。并且在前两个时间段，大多数为差异表达基因所富集的通路直接与免疫和炎症反应相关。其中在前两个阶段都显著出现的有Toll样受体信号通路(TLR)和有丝分裂原激酶信号通路(MAPK)；而细胞因子(cytokine)与其受体交互、凋亡、T细胞受体、以及自然杀伤(NK)细胞介导的细胞毒作用等信号通路仅从1h起开始显著出现。而在3-6h发现显著的通路多数与各种代谢反应相关.对于miRNA实验，在3个时间段依次发现12，11和7条显著差异表达的miRNA，这些miRNA的靶基因与淋巴细胞迁移，抗原提呈，细胞周期和细胞死亡等生物学过程有关联.而表达谱实验中发现的上/下调基因在差异表达miRNA的靶基因中显著富集，mmu-miR-465a-5p、mmu-miR-377和mmu-miR-155三条miRNA的差异表达显著性和靶基因与实际差异表达的相关性均居前三位。
　　 结论：对于ConA诱导的小鼠暴肝过程，TLR信号通路主导了其早期反应。该通路刺激了I类细胞因子的合成，募集并激活T/NK细胞。激活的这两种淋巴细胞对肝细胞施展其细胞毒作用，通过引起由死亡受体介导的肝细胞凋亡过程来造成肝损伤。而小鼠体内的miRNA表达变化对该过程存在显著的调控作用。