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IgA肾病是原发性肾小球疾病中常见的病理类型,平均每年有2%~3%的病人发生终末期肾衰,是终末期肾衰的主要原因之一。目前肾活检是唯一确诊依据,免疫损伤造成的形态学证据可以反映肾功能损害程度。IgA或其循环免疫复合物在肾小球系膜区沉积,引起肾小球病理损害,产生一系列临床症状。肾穿刺病理活检是目前诊断肾脏疾病最可靠的方法。但肾穿刺活检术是一种创伤性检查,对于肾脏组织有一定的伤害,对病人也会带来一定的痛苦和不便。
对IgA肾病病机理的研究是肾小球疾病发病机理研究中最活跃、最丰富的领域之一。但由于发病机制仍然不明,迄今为止尚无特殊治疗药物。近年来大量研究表明,表观遗传学变化与几类疾病的发病机制有关,主要包括癌症、免疫缺陷病及自身免疫性疾病。为了研究IgA肾病和表观遗传学上的关系,本实验采用采用染色质免疫沉淀联合芯片技术(ChIP—chip)在全基因组范围内对IgA肾病外周血的组蛋白H3赖氨酸4(H3K4)进行高通量的检测。随后采用染色质免疫沉淀—实时定量聚合酶联反应(ChIP—qPCR)验证芯片结果,定量反转录聚合酶联反应(qRT—PCR)检测H3K4显著差异基因的mRNA表达水平。用统计软件进行基因筛选。本研究将有助于进一步阐明IgA肾病的病因学及发病机制,加深对这种疾病病因的理解,有助于进一步探讨IgA肾病治疗策略的潜在发展方向,为发展新的IgA肾病治疗方法可能提供一个非常重要的线索。因此,本研究具有重要的理论价值,实际价值和临床应用价值。主要实验和结果如下:
1、选用UNH Microarray Centre公司的检测细胞组蛋白甲基化的基因芯片(含有人类12191个基因探针)对IgA肾病患者外周血的组蛋白H3K4进行了高通量的检测分析。将IgA肾病活动期患者与健康者的组蛋白H3K4状态进行了比较,结果我们观察到1016个探针H3K4有显著差异。其中450个探针甲基化上调表达,566个探针甲基化下调表达。
2、从表达量差异在2倍以上的361个基因中选取了4个基因作为验证芯片结果的候选基因。4个基因分别是上调表达的基因:BX647504,DTNA;下调表达的基因:NOLA1,PTPRN2。通过染色质免疫共沉淀-实时荧光定量聚合酶联反应(ChIP-qPCR),定量反转录聚合酶联反应(qRT—PCR)检测H3K4显著差异基因的mRNA表达水平来验证芯片结果。结果显示:BX647504,DTNA,NOLA1,PTPRN2四个候选基因中变化趋势跟芯片结果一致。
3、通过Affymetrix、GenBank,dbEST,and RefSeq等网站对基因芯片数据进行大量的生物信息学分析和文献调研,对候选基因BX647504、DTNA、NOLA1、PTPRN2进行功能初探。推测基因BX647504、DTNA、NOLA1、PTPRN2对IgA肾病有着一定的关系,有可能作为IgA肾病潜在的生物标记物和将来的治疗靶点。
4、虽然芯片结果提供了大量的候选基因,但是如何分析候选基因的功能成为研究基因功能的主要瓶颈,对候选基因的功能分析将为人们了解前IgA肾病发展的分子机理提供可能。