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【目的】随着年龄的增长,人的心脏功能呈衰退趋势,心肌细胞逐渐减少,心肌细胞凋亡是心肌细胞减少的主要原因。IGF-1可以保护心肌细胞免于凋亡,IGF-1对于心肌细胞的保护能力和在对抗心肌细胞凋亡方面的卓越表现,使其成为一个非常有吸引力的和临床应用潜力的心脏保护类药物,但是对于其作用机制认识的不足是IGF-1作为心脏保护类药物应用于临床的主要障碍。本研究的目的在于揭示IGF-1保护心肌细胞免于凋亡的新的作用机制,为IGF-1作为心脏保护类药物应用于临床打下基础。【方法】采用基因芯片的方法观察了IGF-1作用于大鼠心肌细胞后的基因表达谱,通过Affymetrix、Genespring和Cyber T三种统计学方法对基因芯片数据进行处理,对处理后得到的表达下降的基因分别进行了文献检索,对于新发现的从未被报道与凋亡相关的基因进一步文献检索,通过RT-PCR和Western-blot方法观察了大鼠心肌细胞中IGF-1对BTEB和CYP1A1基因表达的调控。利用BTEB和CYP1A1的特异性siRNA下调这两个基因的表达水平以后,以DNA梯状带、Caspase3活性观察大鼠心肌细胞系H9C2在血清饥饿的条件下的凋亡情况,以台酚蓝染色法观察了细胞存活情况。【结果】通过对基因芯片数据的三种统计学处理,我们一共得到了31个表达下降的基因。我们将这31个基因分别进行了文献检索,发现了一个新的从未被报道与凋亡相关的基因-基础转录元件结合蛋白BTEB(Basic transcription element binding protein)。进一步研究发现IGF-1可以通过下调BTEB进而下调CYP1A1的基因表达,而且BTEB在心肌细胞中也同样可以调节CYP1A1的基因表达。我们利用BTEB和CYP1A1的特异性siRNA下调这两个基因的表达水平以后,大鼠心肌细胞系H9C2在血清饥饿的条件下,凋亡情况有了一定的改善,与IGF-1的作用情况相似。【结论】发现了一个未被报道过的IGF-1抑制心肌细胞凋亡的信号传导通路--BTEB-CYP1A1通路,这一机制提示了线粒体也同样参与到IGF-1抑制心肌细胞凋亡的过程当中。【创新点】本研究的创新点主要体现在以下几个方面:1.利用基因芯片技术观察了IGF-1作用于大鼠心肌细胞后的基因表达情况,发现了一条未被报道过的IGF-1保护心肌细胞免于凋亡的通路—BTEB-CYP1A1通路。这一通路首次提示了IGF-1可能通过细胞色素c参与的线粒体机制抑制心肌细胞凋亡,该发现丰富了我们对于IGF-1保护心肌细胞免于凋亡的认识,为IGF-1作为心脏保护药物最终应用于临床打下了基础。2.在同一组中利用5块芯片进行平行实验,最大可能地减少了假阳性结果。由于基因芯片实验成本较高,所以有些研究人员往往只采用一对芯片进行实验,通过比较荧光强度倍数的差异来确定基因表达的差异,这样往往得到大量的假阳性结果,我们采用同一样品5块芯片平行实验,利用组间t检验代替荧光强度倍数,使我们结果的可靠性大为增加。3.相同的基因芯片数据采用不同的统计学处理方法往往得到不同的实验结果,但是对于大多数医学尤其是临床医学研究人员来说一般并不具备足够的统计学知识,所以选取一个合适的统计学处理软件是一个切实可行的办法。本研究比较了目前常用的三种基因芯片数据处理的统计学软件在同一实验中的处理结果,我们发现Affymetrix公司自带的软件在基因芯片数据处理中误差较大,而Genespring和CyberT误差较小,相较于Genespring,CyberT处理基因芯片数据后可信度更高。这一结果为其他从事基因芯片的研究的临床医务工作者提供了可贵的参考。