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目的:
利用全基因表达谱芯片对慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织(EAT)、心肌脂肪组织(MAT)检测差异表达基因,构建慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织(EAT)、心肌脂肪组织(MAT)的全基因表达谱,并对差异表达基因通过生物信息学方法分析,筛选差异基因,定位核心基因,并扩大样本量对候选基因进行验证,从而研究候选基因在心力衰竭合并房颤中的作用和机制,以期发现和寻找到干预心力衰竭和房颤的发生发展病理过程的新靶点,为心力衰竭全程治疗提供新的思路。
方法:
1.慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织(EAT)全基因表达分析。利用全基因表达谱芯片对窦性心律慢性心衰患者(5例)与房颤心律慢性心衰患者(5例)心外膜脂肪组织(EAT)检测差异表达基因,构建慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织(EAT)的全基因表达谱,然后从中筛选差异表达基因,并对差异表达基因进行生物信息学分析,定位核心基因,从而探讨该核心基因在心力衰竭合并房颤中的机制和功能,以期发现和寻找到干预心力衰竭和房颤的发生发展病理过程的新靶点,为心力衰竭全程治疗提供新的思路。
2.慢性心力衰竭合并房颤患者心肌脂肪组织(MAT)全基因表达分析。利用全基因表达谱芯片对窦性心律慢性心衰患者(5例)与房颤心律慢性心衰患者(5例)心肌脂肪组织(MAT)检测差异表达基因,构建慢性心力衰竭合并房颤患者心肌脂肪组织(MAT)的全基因表达谱,然后从中筛选差异表达基因,并对差异表达基因进行生物信息学分析,定位核心基因,从而探讨该核心基因在心力衰竭合并房颤患者的机制和功能,以探寻在慢性心力衰竭合并房颤发生过程中心肌脂肪组织(MAT)的生物学变化。
3.候选基因验证:
①荧光定量PCR验证:利用实时荧光定量PCR技术对23例心外膜脂肪组织(EAT)样本进行CCL2、CCL15候选基因mRNA差异表达的验证;利用实时荧光定量PCR技术对22例心肌脂肪组织(MAT)样本进行AP0A1、LRP2候选基因mRNA差异表达的验证。
②免疫组化验证:利用免疫组化技术对11例心外膜脂肪组织(EAT)样本进行候选基因CCL2、CCL15蛋白表达的验证;利用免疫组化技术对14例心肌脂肪组织(MAT)样本进行候选HP、LRP2蛋白表达的验证。
结果:
1.慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织(EAT)全基因表达分析结果:本部分研究通过采用全基因表达谱技术对5例慢性心力衰竭合并房颤患者和5例窦性心律慢性心力衰竭患者的共10份心外膜脂肪组织(EAT)样本进行全基因表达谱鉴定。所有心外膜脂肪组织样本经过严格的RNA质量检测和样本制备质控合格后,经使用全基因表达谱鉴定,得到1530个差异表达基因,经过筛选去除重复数据后得到1368个差异表达基因,其中714个上调差异表达基因,654个下调差异表达基因。去除|log2Ratio|≤1.0这部分差异小的基因,然后对差异基因进行了GO富集和KEGG信号通路富集分析,及PPI网络图分析和hub基因筛选,富集结果提示在生物学过程方面主要与甘油三脂代谢过程、免疫反应负调控、减低G蛋白偶联受体信号通路灵敏度、碳水化合物反应等过程有关。分子功能方面主要与受体配体活动、CCR趋化因子的受体结合、趋化因子受体活性、细胞因子活性、细胞因子受体结合等功能有关。KEGG通路分析提示最主要与细胞因子受体相互作用通路、MAPK信号通路、cAMP信号通路、RAS信号通路、破骨细胞分化等通路有关,在这五条信号通路中,其中细胞因子受体相互作用通路发生富集差异表达的基因数目最大,所以聚焦细胞因子受体相互作用通路,尤其是与炎症因子调控相关的上调、下调明显基因,其中CCL2、CCL15表达显著上调。由此,我们定位CCL2、CCL15为核心基因。提示心外膜脂肪组织中的炎症因子调控在慢性心力衰竭合并房颤中可能发挥重要作用。
2.慢性心力衰竭合并房颤患者心肌脂肪组织(MAT)全基因表达分析结果:本部分研究通过采用全基因表达谱技术对5例慢性心力衰竭合并房颤患者和5例窦性心律慢性心力衰竭患者的共10份心肌脂肪组织(MAT)样本进行全基因表达谱鉴定。所有心肌脂肪组织样本经过严格的RNA质量检测和样本制备质控合格后,经全基因表达谱鉴定,有312个差异表达基因,经过筛选去除重复数据后得到291个差异表达基因,其中102个上调差异表达基因,189个下调差异表达基因。去除|log2Ratio|≤1.0这部分差异小的基因,然后对差异基因进行了GO富集和KEGG通路富集分析,及PPI网络图分析和筛选hub基因,GO富集功能结果提示在生物学过程方面主要与轴突生成及生长、氯离子转运、膜电位调节、突触后膜电位的调节、负趋化性等有关,分子功能主要与受体配体活动、被动跨膜转运蛋白活性、离子门控通道活性、氯离子跨膜转运活性、递质参与突触后膜电位调节等有关。KEGG信号通路富集分析提示主要与刺激神经组织的配体?受体相互作用、阴离子转运受体、TGFβ?信号通路、Hippo信号通路、cAMP信号通路有关。在这五条信号通路中,其中以刺激神经组织的配体?受体相互作用这一条通路发生富集差异表达的基因数目最多,所以聚焦刺激神经组织的配体?受体相互作用通路,尤其是阴离子转运相关的基因,其中HP、LRP2表达显著下调,AP0A1基因表达显著上调。由此,我们定位HP、LRP2、AP0A1为核心基因。提示心肌脂肪组织中的有机阴离子转运相关基因在慢性心力衰竭合并房颤中可能发挥重要作用。
3.候选基因验证结果:
①荧光定量PCR验证结果:本部分研究利用qRT-PCR技术验证45例(23份心外膜脂肪组织(EAT),22心肌脂肪组织(MAT)组织样品;通过验证发现,与全基因表达谱结果一致,使用qRT-PCR技术,验证出CCL2、CCL15的mRNA表达量在慢性心力衰竭合并房颤心外膜脂肪组织(EAT )中显著上调。与全基因表达谱结果一致,使用qRT-PCR技术,验证出AP0A1、LRP2的mRNA表达量在慢性心力衰竭合并房颤心肌脂肪组织(MAT)中显著上调。
②免疫组化验证结果:本部分研究利用免疫组化技术验证25例(11例心外膜脂肪组织(EAT),14例心肌脂肪组织(MAT)组织样品。通过验证发现,与全基因表达谱结果一致,验证出CCL2、CCL15的mRNA表达与蛋白表达在慢性心力衰竭合并房颤心外膜脂肪组织(EAT)中显著上调。与全基因表达谱结果一致,验证出HP、LRP2的mRNA表达与蛋白表达在慢性心力衰竭合并房颤心肌脂肪组织(MAT)中显著上调。
提示心外膜脂肪组织中的炎症因子调控、心肌脂肪组织中的有机阴离子转运在慢性心力衰竭合并房颤疾病的发生、发展中可能发挥作用。本部分实验研究同时采用了qRT-PCR技术和免疫组化技术验证全基因表达谱结果中筛选的差异表达候选基因,验证结果与全基因表达谱结果一致,验证成功,说明了全基因表达谱结果的可靠性。
结论:
1.慢性心力衰竭合并房颤患者的心外膜脂肪组织、心肌脂肪组织表达谱均与正常窦性心律的慢性心力衰竭患者存在一定差异。
2.本研究构建了慢性心力衰竭合并房颤心外膜脂肪组织、心肌脂肪组织全基因表达谱。
3.本研究证实了炎症因子相关基因在慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织中的显著表达,阴离子转运相关基因在慢性心力衰竭合并房颤患者心肌脂肪组织中差异表达。
4.CCL2、CCL15基因参与慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织的炎症调控,具有潜在科研和临床价值。HP、LRP2基因参与慢性心力衰竭合并房颤患者心肌脂肪组织的离子转运调控,具有潜在科研和临床价值。
利用全基因表达谱芯片对慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织(EAT)、心肌脂肪组织(MAT)检测差异表达基因,构建慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织(EAT)、心肌脂肪组织(MAT)的全基因表达谱,并对差异表达基因通过生物信息学方法分析,筛选差异基因,定位核心基因,并扩大样本量对候选基因进行验证,从而研究候选基因在心力衰竭合并房颤中的作用和机制,以期发现和寻找到干预心力衰竭和房颤的发生发展病理过程的新靶点,为心力衰竭全程治疗提供新的思路。
方法:
1.慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织(EAT)全基因表达分析。利用全基因表达谱芯片对窦性心律慢性心衰患者(5例)与房颤心律慢性心衰患者(5例)心外膜脂肪组织(EAT)检测差异表达基因,构建慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织(EAT)的全基因表达谱,然后从中筛选差异表达基因,并对差异表达基因进行生物信息学分析,定位核心基因,从而探讨该核心基因在心力衰竭合并房颤中的机制和功能,以期发现和寻找到干预心力衰竭和房颤的发生发展病理过程的新靶点,为心力衰竭全程治疗提供新的思路。
2.慢性心力衰竭合并房颤患者心肌脂肪组织(MAT)全基因表达分析。利用全基因表达谱芯片对窦性心律慢性心衰患者(5例)与房颤心律慢性心衰患者(5例)心肌脂肪组织(MAT)检测差异表达基因,构建慢性心力衰竭合并房颤患者心肌脂肪组织(MAT)的全基因表达谱,然后从中筛选差异表达基因,并对差异表达基因进行生物信息学分析,定位核心基因,从而探讨该核心基因在心力衰竭合并房颤患者的机制和功能,以探寻在慢性心力衰竭合并房颤发生过程中心肌脂肪组织(MAT)的生物学变化。
3.候选基因验证:
①荧光定量PCR验证:利用实时荧光定量PCR技术对23例心外膜脂肪组织(EAT)样本进行CCL2、CCL15候选基因mRNA差异表达的验证;利用实时荧光定量PCR技术对22例心肌脂肪组织(MAT)样本进行AP0A1、LRP2候选基因mRNA差异表达的验证。
②免疫组化验证:利用免疫组化技术对11例心外膜脂肪组织(EAT)样本进行候选基因CCL2、CCL15蛋白表达的验证;利用免疫组化技术对14例心肌脂肪组织(MAT)样本进行候选HP、LRP2蛋白表达的验证。
结果:
1.慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织(EAT)全基因表达分析结果:本部分研究通过采用全基因表达谱技术对5例慢性心力衰竭合并房颤患者和5例窦性心律慢性心力衰竭患者的共10份心外膜脂肪组织(EAT)样本进行全基因表达谱鉴定。所有心外膜脂肪组织样本经过严格的RNA质量检测和样本制备质控合格后,经使用全基因表达谱鉴定,得到1530个差异表达基因,经过筛选去除重复数据后得到1368个差异表达基因,其中714个上调差异表达基因,654个下调差异表达基因。去除|log2Ratio|≤1.0这部分差异小的基因,然后对差异基因进行了GO富集和KEGG信号通路富集分析,及PPI网络图分析和hub基因筛选,富集结果提示在生物学过程方面主要与甘油三脂代谢过程、免疫反应负调控、减低G蛋白偶联受体信号通路灵敏度、碳水化合物反应等过程有关。分子功能方面主要与受体配体活动、CCR趋化因子的受体结合、趋化因子受体活性、细胞因子活性、细胞因子受体结合等功能有关。KEGG通路分析提示最主要与细胞因子受体相互作用通路、MAPK信号通路、cAMP信号通路、RAS信号通路、破骨细胞分化等通路有关,在这五条信号通路中,其中细胞因子受体相互作用通路发生富集差异表达的基因数目最大,所以聚焦细胞因子受体相互作用通路,尤其是与炎症因子调控相关的上调、下调明显基因,其中CCL2、CCL15表达显著上调。由此,我们定位CCL2、CCL15为核心基因。提示心外膜脂肪组织中的炎症因子调控在慢性心力衰竭合并房颤中可能发挥重要作用。
2.慢性心力衰竭合并房颤患者心肌脂肪组织(MAT)全基因表达分析结果:本部分研究通过采用全基因表达谱技术对5例慢性心力衰竭合并房颤患者和5例窦性心律慢性心力衰竭患者的共10份心肌脂肪组织(MAT)样本进行全基因表达谱鉴定。所有心肌脂肪组织样本经过严格的RNA质量检测和样本制备质控合格后,经全基因表达谱鉴定,有312个差异表达基因,经过筛选去除重复数据后得到291个差异表达基因,其中102个上调差异表达基因,189个下调差异表达基因。去除|log2Ratio|≤1.0这部分差异小的基因,然后对差异基因进行了GO富集和KEGG通路富集分析,及PPI网络图分析和筛选hub基因,GO富集功能结果提示在生物学过程方面主要与轴突生成及生长、氯离子转运、膜电位调节、突触后膜电位的调节、负趋化性等有关,分子功能主要与受体配体活动、被动跨膜转运蛋白活性、离子门控通道活性、氯离子跨膜转运活性、递质参与突触后膜电位调节等有关。KEGG信号通路富集分析提示主要与刺激神经组织的配体?受体相互作用、阴离子转运受体、TGFβ?信号通路、Hippo信号通路、cAMP信号通路有关。在这五条信号通路中,其中以刺激神经组织的配体?受体相互作用这一条通路发生富集差异表达的基因数目最多,所以聚焦刺激神经组织的配体?受体相互作用通路,尤其是阴离子转运相关的基因,其中HP、LRP2表达显著下调,AP0A1基因表达显著上调。由此,我们定位HP、LRP2、AP0A1为核心基因。提示心肌脂肪组织中的有机阴离子转运相关基因在慢性心力衰竭合并房颤中可能发挥重要作用。
3.候选基因验证结果:
①荧光定量PCR验证结果:本部分研究利用qRT-PCR技术验证45例(23份心外膜脂肪组织(EAT),22心肌脂肪组织(MAT)组织样品;通过验证发现,与全基因表达谱结果一致,使用qRT-PCR技术,验证出CCL2、CCL15的mRNA表达量在慢性心力衰竭合并房颤心外膜脂肪组织(EAT )中显著上调。与全基因表达谱结果一致,使用qRT-PCR技术,验证出AP0A1、LRP2的mRNA表达量在慢性心力衰竭合并房颤心肌脂肪组织(MAT)中显著上调。
②免疫组化验证结果:本部分研究利用免疫组化技术验证25例(11例心外膜脂肪组织(EAT),14例心肌脂肪组织(MAT)组织样品。通过验证发现,与全基因表达谱结果一致,验证出CCL2、CCL15的mRNA表达与蛋白表达在慢性心力衰竭合并房颤心外膜脂肪组织(EAT)中显著上调。与全基因表达谱结果一致,验证出HP、LRP2的mRNA表达与蛋白表达在慢性心力衰竭合并房颤心肌脂肪组织(MAT)中显著上调。
提示心外膜脂肪组织中的炎症因子调控、心肌脂肪组织中的有机阴离子转运在慢性心力衰竭合并房颤疾病的发生、发展中可能发挥作用。本部分实验研究同时采用了qRT-PCR技术和免疫组化技术验证全基因表达谱结果中筛选的差异表达候选基因,验证结果与全基因表达谱结果一致,验证成功,说明了全基因表达谱结果的可靠性。
结论:
1.慢性心力衰竭合并房颤患者的心外膜脂肪组织、心肌脂肪组织表达谱均与正常窦性心律的慢性心力衰竭患者存在一定差异。
2.本研究构建了慢性心力衰竭合并房颤心外膜脂肪组织、心肌脂肪组织全基因表达谱。
3.本研究证实了炎症因子相关基因在慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织中的显著表达,阴离子转运相关基因在慢性心力衰竭合并房颤患者心肌脂肪组织中差异表达。
4.CCL2、CCL15基因参与慢性心力衰竭合并房颤患者心外膜脂肪组织的炎症调控,具有潜在科研和临床价值。HP、LRP2基因参与慢性心力衰竭合并房颤患者心肌脂肪组织的离子转运调控,具有潜在科研和临床价值。