骨质疏松症发病机理的蛋白质组学研究

发布时间：2017-05-03 13:03

  本文关键词：骨质疏松症发病机理的蛋白质组学研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：骨质疏松症是一个日益严重的公共健康问题,主要危害着妇女和老年人的健康。作为一种系统性骨骼疾病,骨质疏松症的主要特征为骨量减少和骨微观结构退化,导致骨脆性增加而易于发生骨折。低骨密度是诊断骨质疏松症、预测骨折最有力的风险因子,具有高度的遗传性。相比于其它类型的骨折,髋部骨折与骨密度的关联最为紧密,具有很高的致残、致死率。骨质疏松的致病机理极为复杂,且绝大部分机理未知。在骨质疏松症的遗传学领域中,大多研究集中于RNA和DNA水平。蛋白质是基因功能在生物有机体中的直接执行者,所以针对蛋白质的研究能更直接地揭示骨质疏松的发病机理。目前,很少有研究直接从蛋白质的变化或者蛋白质组的差异的水平来鉴定骨质疏松的发病机理。蛋白质组学能够具体地描述感兴趣的细胞和组织的特征,并且在翻译后水平研究蛋白质的表达,因此逐渐成为一个新兴的研究方法。人类外周血单核细胞是具有骨吸收功能的破骨细胞的前体,而且分泌大量影响骨骼新陈代谢的生物因子。单核细胞通过调节破骨细胞的分化维持骨骼的动态平衡,是我们探索破骨细胞参与骨质疏松症的发病机制的重要研究对象。目前为止,影响骨密度的基因和外周血单核细胞在骨质疏松症的发病机理中所发挥的具体功能仍不明确。 本实验中,我们以34个具有高、低峰值骨密度的绝经前白人女性为样本,开展了一个针对外周血单核细胞的全蛋白质组表达研究。蛋白质在高、低骨密度组间的差异表达被鉴别,并利用Western blotting实验验证表达结果。然后在两个分别包括29人和40人的独立白人绝经前女性人群中,我们通过鉴定高、低骨密度组样本间外周血单核细胞的mRNA表达水平,比较研究了编码差异蛋白的基因的表达水平。此外,为了探究基因和髋部骨密度之间的关联,我们分别在一个包含2280人的白人人群和一个包含1621人的中国人人群中开展了全基因组的SNPs关联研究。 在蛋白质差异表达研究中我们发现,凝溶胶蛋白(GSN)在低骨密度组样本的外周血单核细胞中表达下调3.0倍(P0.05)。随后获得的Western blotting实验结果证明了GSN蛋白在高、低骨密度组的样本之间存在着显著的差异表达(P0.05)。而在两个独立样本的验证研究中发现,外周血单核细胞中的GSN基因的mRNA在低骨密度组样本中的表达水平显著下调(P0.05)。随后的全基因组关联研究发现,在白人人群样本中,7个位于GSN基因内的SNP(rs10739594,rs4837827,rs7857673,rs4837832,rs4837835, rs306761,andrs306772)与髋部骨密度存在显著关联(P0.05),其中检测到最强关联信号的SNNP位点为rs306761(P=0.006)。在中国人人群样本中,11个位于GSN基因内及其上游的SNP(rs4837817, rs10985190,rs12349092, rs4837827, rs4837832, rs4837835, rs306761,rs2900193,rs16910520,rs2289069and rs2164298)与髋部骨密度存在显著关联(P0.05),其中检测到最强关联信号的SNP位点为rs2164298(P=0.0004)。4个SNP位点(rs306761,rs4837827,rs4837832和rs4837835)在两组人群样本的关联研究中都获得了验证结果(P＜0.05)。 基于蛋白质、RNA、DNA水平的综合研究证据,我们推测GSN基因是一个骨质疏松症易感基因,在人类骨质疏松症的发病机理中扮演重要的角色。进一步开展GSN基因的功能学研究将能提供更多新的见解,有助于我们更好地理解其在骨生物学和骨质疏松症病理学中重要的生理学功能。
【关键词】：骨质疏松症 骨密度 蛋白质组学 单核细胞 凝溶胶蛋白
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R580
【目录】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言10-23
• 1.1 骨质疏松症11-14
• 1.1.1 流行病学研究11-12
• 1.1.2 发病机理12-14
• 1.1.3 临床表现和诊断治疗14
• 1.2 骨质疏松症的研究方法14-21
• 1.2.1 主要替代表型14-15
• 1.2.2 全基因组关联研究15-16
• 1.2.3 基因表达研究16-17
• 1.2.4 蛋白质组学研究17-21
• 1.3 本研究的目的和主要内容21-23
• 第二章 骨质疏松症发病机理的蛋白质组学研究23-47
• 2.1 实验样本24-25
• 2.2 实验方法25-39
• 2.2.1 骨密度测量25-26
• 2.2.2 外周血单核细胞的提取26-27
• 2.2.3 蛋白质样本制备27-31
• 2.2.4 液质联用分离鉴定蛋白质31-32
• 2.2.5 Western blotting实验32
• 2.2.6 基因表达研究32-34
• 2.2.6.1 总RNA提取33-34
• 2.2.6.2 基因表达芯片实验34
• 2.2.7 全基因组关联研究34-38
• 2.2.7.1 DNA的提取34-36
• 2.2.7.2 DNA浓度、纯度测定36
• 2.2.7.3 DNA质量检测36-37
• 2.2.7.4 SNP基因分型37-38
• 2.2.8 统计分析方法38-39
• 2.3 实验结果39-42
• 2.3.1 蛋白差异表达结果39-40
• 2.3.2 基因差异表达结果40-41
• 2.3.3 全基因组关联研究结果41-42
• 2.4 讨论42-47
• 结语47-48
• 参考文献48-57
• 附录57-64
• 已发表或投递的SCI文章64-65
• 致谢65-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 孟庆芳,张养军,王京兰,蔡耘,钱小红;复杂生物体系中蛋白质高效分离分析技术的新进展[J];色谱;2005年01期

2 韩晓曦;王继红;李庆伟;;凝溶胶蛋白的结构与功能[J];中国生物化学与分子生物学报;2007年05期

3 邹清华,张建中;蛋白质组学的相关技术及应用[J];生物技术通讯;2003年03期

  本文关键词：骨质疏松症发病机理的蛋白质组学研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：343040