阿尔茨海默症相关基因的网络分析与硒酸钠干预阿尔茨海默症的离子组学研究

发布时间：2019-09-06 14:42

【摘要】：阿尔茨海默症(AD)是一种进行性发展的致死性神经退行性疾病,临床上表现为认知和记忆功能不断恶化,日常生活能力进行性减退,并有各种神经精神症状和行为障碍。随着社会的发展,我国人口老龄化程度不断加剧,AD患病率也逐渐增加,给家庭和社会带来了沉重的负担。AD的发病机制迄今未明,一般认为都是由于遗传与环境等多因素共同作用的结果。近年来,随着生命科学的迅猛发展,特别是各种组学技术的广泛应用,产生了大量的高通量生物数据,为深入研究和认识复杂疾病(包括AD)的发生发展提供了新的思路和方法。当前采用生物信息学和系统生物学的研究策略与方法,整合各层面的数据,并对数据进行合理有效地分析,对于进一步阐明AD的分子机制及其治疗具有重要的意义。本文一方面从已报道的AD相关基因出发,利用多种数据资源,结合计算系统生物学的分析方法,建立AD特征网络,分析重要功能模块,并预测新的AD相关基因。另一方面,利用离子组学的研究方法,深入探讨了AD进展过程中矿物元素的变化特征谱,并初步揭示了硒酸钠干预AD转基因小鼠的潜在新机制。主要的研究工作包括:(1)构建了全面的AD相关基因数据库,建立AD特异性蛋白互作网络并深入挖掘重要模块,预测AD相关新基因。我们通过大量查阅文献和其他已有信息,建立了较为全面的AD相关基因数据库,包括1132个AD相关基因。通过功能富集分析,发现AD相关基因编码蛋白与NADH脱氢酶的活性、氧化还原酶活性、酶结合能力、受体结合能力等功能显著关联,并与能量代谢、呼吸电子传递、ATP合成以及解偶联蛋白的热产生等代谢通路关系密切。在此基础上,利用目前最大的脑全基因组表达数据库Allen Brian Atlas(ABA)中多种人脑基因表达数据集,结合加权基因共表达网络分析,发现了多个AD已知基因富集的重要功能模块,并预测了若干潜在的AD相关新基因。这些结果对于进一步认识AD发生发展的复杂分子机制提供了有用的信息。(2)在离子组水平上揭示了AD发生发展的矿物元素网络特征,并探讨了硒酸钠干预AD转基因小鼠的潜在新机制。我们利用WT小鼠与3×Tg-AD鼠,通过是否补充高剂量硒酸钠,开展了多组别多时间点的离子组检测与分析,研究了大脑中15个元素的浓度变化及其相互作用。结果表明,大多数可能成为AD危险因子的元素在6个月的硒酸钠补充后浓度明显降低,特别是铁,其水平在早期就基本被逆转到正常状态。元素相关性网络分析表明,长期补充硒酸钠可改变硒和其他元素的复杂动态关系,而部分关系的改变可能与AD症状的缓解密切相关。该研究应有助于我们理解硒酸钠干预AD的潜在新机制。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R749.16

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本文编号：2532680