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肝脏以其强大的再生能力成为当今研究的一个热点,肝组织再生涉及多种效应细胞的增殖反应以及多种调控因子的表达调控作用,其机制尚未完全阐明。而肝脏同时受丰富的交感神经和副交感神经支配,因此研究神经对肝再生的影响对更加全面的阐明肝再生的调控机制有重要意义。
为了阐明神经对大鼠肝再生的调控机制,本研究在去神经动物模型的基础上,检测了肝脏完全去神经后部分肝切除、去交感神经后部分肝切除、去迷走神经后部分肝切除以及部分肝切除等不同处理对大鼠肝重体重比(即肝系数)的影响,从宏观上观察神经对肝再生的作用。并应用Rat Genorne2302.0芯片技术和系统生物学研究方法,检测了肝脏完全去神经后部分切除、去交感神经后部分肝切除、去迷走神经后部分肝切除等不同处理对大鼠再生肝基因表达的影响。在微观上,从去神经大鼠再生肝基因表达谱及支配的生理生化活动、去神经大鼠再生肝基因的染色体分布、去神经的大鼠再生肝基因的互作关系三个方面探讨了神经对大鼠再生肝的调节。
结果表明:
1、去交感神经促进部分肝切除后肝脏的再生,去迷走神经抑制部分肝切除后肝脏的再生,而完全去神经对部分肝切除后肝脏的再生无明显影响。
2、大鼠再生肝中交感神经、迷走神经相关基因的表达数目比完全去神经相关基因的表达数目高,交感神经、迷走神经相关基因的上下调表达范围也比完全去神经相关基因的范围大。这种现象可能是单独去神经导致神经调节的失衡所引起的。且无论是去交感神经、去迷走神经,还是完全去神经,都会引起较多基因的表达上调,即交感神经、迷走神经以及二者的协同作用都可能通过调控某些基因的表达而调控肝脏的再生。
3、去交感神经、去迷走神经以及完全去神经的大鼠再生肝基因不仅有相对集中地分布于染色体上的趋势,且有按功能相对集中地分布于染色体上的趋势。
4、从细胞生理生化活动,细胞结构成分、分子功能、应激反应、肝脏疾病发生和发展等方面的相关基因互作关系的研究中发现:cavl、ccl2、cdhl、cycs、egfr、esrl、fos、hspala、il6、i18、ins、lpl、mapkl、mapk3、mmp9、myc、nos2a、pkc、plaur、ppara、ppargcl、ptgs、ptgs2、ptpnll、serpinel、spl、src、statl、stat3、tnf和tp53等是研究交感神经在肝再生中作用的重要候选基因;cavl、cdhl、egfr、esrl、hspala、hspca、il6。in、ins、lyn、mapkl、mapk14、mapk8、myc、myodl、nos2a、ptgs2、ptpnll、serpinel、src、tnf和tp53等是研究迷走神经在肝再生中作用的重要候选基因:a2m、aktl、bcarl、cavl、ccl2、ccndl、cdknla、crebl、cycs、egfr、hspala、il6、il8、ins、kdr、lyn、mapkl、mapk3、myc、pkc、ppara、ptgs2、ptpyll、serpinel、spl、tert、tgfbl、tnf和tp53等是研究完全去神经在肝再生中作用的重要候选基因。在去交感神经、去迷走神经以及完全去神经的大鼠再生肝关联最多的基因中,cavl、egfr、hspala、il6、ins、mapkl、myc、serpinel、tnf和tp53等基因在三种条件下均有较高表达,可认为这些基因是研究神经在肝再生中作用的重要侯选基因。
以上结果提示,神经对大鼠再生肝基因的表达有明显的影响,神经可能主要通过细胞分化、胞内信号转导、细胞表面受体介导的信号转导、细胞膜成份、细胞质成份和运输等生理活动调控肝再生,此外还可能通过细胞增殖、细胞凋亡、蛋白质代谢、核酸代谢、细胞外基质成份、细胞连接、转录因子、生物大分子修饰、细胞免疫和先天性免疫等生理病理活动直接或间接地调控肝脏的再生。在去神经肝再生过程中,神经相关基因均参与两种或两种以上的生理生化活动,每种生理生化活动也往往有多种基因参与,从而使各种生理生化活动形成了相互关联、高度协调的立体网络关系,将大鼠去神经再生肝的各种活动整合为适应生理需求的统一体。