基于转录组数据分析小鼠心肌细胞直接重编程的分子机制

摘要

成年哺乳动物的心肌细胞再生能力非常有限，目前的医疗手段尚不能完全修复损伤的心肌组织。2010年Ieda等首次利用三种转录因子(Gata4，Mef2c和Tbx5)成功地将心肌成纤维细胞直接重编程为心肌样细胞，这种细胞具有与心肌细胞极为相似的表型，而且与体外的细胞直接重编程相比，在小鼠体内的转化实验还具有更高的转化效率。本研究旨在从分子水平揭示小鼠成纤维细胞直接重编程为心肌细胞的转化机制，为诱导心肌细胞的再生提供新思路。
　　方法:在公共基因芯片数据库(GEO)中下载小鼠(Mus musculus)心肌细胞直接重编程相关的基因芯片数据共4组，筛选得到成纤维细胞样本数24例作为对照组，诱导性心肌细胞样本数43例作为实验组。利用统计软件R3.1.1采用Rankprod算法（P＜0.05，IgFC|＞1）获得心肌细胞直接重编程过程中的差异表达基因，利用DAVID、ToppGene、 STRING等在线工具对差异表达基因进行生物信息学分析。
　　结果:通过对4组数据进行统计分析，最终筛选出210个心肌细胞直接重编程过程的差异表达基因，包括115个表达上调基因，95个表达下调基因。进一步的生物信息学分析主要是解读差异基因在心肌细胞直接重编程过程中的生物学意义，综合分析后发现Fabp4等基因以及横纹肌收缩信号通路等在直接重编程过程中可能起着重要作用。
　　综上所述，本研究通过对基因芯片表达谱数据进行统计分析，发现Fabp4等基因与横纹肌收缩等信号通路在心肌细胞直接重编程过程可能起着关键的作用。这些发现可以为更进一步了解成纤维细胞直接重编程为心肌细胞的分子机制提供有价值的线索。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景和意义

1．2 细胞的直接重编程

1．3 心肌细胞的直接重编程

1．4 心肌细胞直接重编程的转录组研究

2 材料与方法

2．1 数据材料

2．1．1 数据收集

2．2．2 数据集的实验设定

2．2 数据处理方法

2．2．1 数据预处理

2．2．2 差异表达基因分析

2．2．3 差异基因的功能富集分析与通路分析

2．2．4 差异基因编码蛋白的相互作用分析

3 结果

3．1 心肌细胞直接重编程差异表达基因

3．2 心肌细胞直接重编程差异基因的功能和富集通路

3．3 心肌细胞直接重编程差异基因编码蛋白的相互作用网络

4 讨论

5 结论

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集