心梗后心衰大鼠转录组差异分析及功能研究

发布时间：2018-04-30 22:24

  本文选题：心力衰竭 + RNA-seq　； 参考：《吉林大学》2016年博士论文

【摘要】：心力衰竭(Heart Failure,HF)是一个进展性、不可逆性的病理过程。心衰过程中多种基因表达的差异,形成复杂的基因表达调控网络,参与心衰的病理进程,并与心衰的预后密切相关,但其机制尚未完全明确,从转录组水平研究心力衰竭的遗传调控机制及通路正逐渐成为心血管领域的热点。本研究采用了结扎大鼠冠状动脉左前降支的方法构建心梗后心衰模型;并通过RNA-seq技术检测并分析模型组及对照组大鼠左室心肌组织m RNA表达谱特点及差异;对差异表达的基因(DEGs)进行了GO注释、KEGG通路分析及GSEA分析,初步探讨了DEGs参与的主要生物学作用及信号转导通路;对实验组及对照组大鼠心肌样本进行q PCR检测以验证RNA-seq的准确性,并分别检测了Agpat1、Mtfp1、Pdk4等基因在术后8周和术后10周m RNA水平和蛋白质水平的动态变化,探讨上述基因在心梗后心衰过程中的动态表达模式及其对心衰形成的可能作用及机制;通过双荧光素酶报告基因检测证实mi R-122-5p与Agpat1的靶标关系,并进一步通过化学合成mi R-122-5p mimics和inhibitor改变心肌细胞内mi R-122-5p的表达水平,初步探究mi R-122-5p心肌细胞凋亡的作用,以及通过构建过表达载体研究Agpat1基因对凋亡的作用。本研究得出以下结果:1.通过nt-pro BNP水平、超声检测心功能及心肌病理形态学证实采用结扎大鼠冠状动脉左前降支可成功构建心衰模型,术后10周形成稳定心衰。2.通过RNA-seq成功构建实验组与对照组左室心肌组织转录组,差异基因聚类分析显示实验组及对照组大鼠心肌组织基因表达模式发生了显著的变化。3.DEG分析显示有427个差异表达的基因,与对照组相比,心衰组中357个基因表达上调,70个基因表达下调。4.GO分析显示DEG在生物调节、多细胞生物过程及对刺激的应答反应反面富集;KEGG分析发现DEG在细胞外基质受体互作、破骨细胞分化、黏着斑、Toll样受体信号通路及造血细胞系通路显著富集;GSEA分析发现DEG富集通路主要涉及信号转导、免疫调节、物质及能量代谢、生物合成等方面。5.心梗后8周、10周分别检测特定多个基因的m RNA层面及蛋白层面表达水平发现,多个基因在心梗后心衰发展过程中表达有时间差异:Agpat1和Dusp1在心梗后表达水平逐渐降低,提示其对心衰发挥保护性作用;Pdk4在心梗后表达逐步上升,提示其可能参与心衰的发展并可能成为判定心衰程度的新的生物标志物;而Mtfp1在心梗后8周表达水平显著升高,10周时表达水平下降,显著低于对照组,提示Mtfp1在心梗后心衰不同阶段发挥作用不同。6.体外实验通过在心肌细胞凋亡模型中过表达或抑制mi R-122-5p发现其单独作用及在Ang II、H_2O_2诱导下均可促进心肌细胞凋亡。7.双荧光素酶报告基因实验证实了Agpat1及mi R-122-5p的靶标关系。8.体外实验通过过表达Agpat1证实Agpat1对细胞凋亡发挥保护性作用。结论:1.心梗后心衰过程中心肌组织多种信号转导、免疫调节、物质及能量代谢等相关基因和通路参与了心衰发展过程,并且表达模式发生了显著变化;2.明确了Agpat1、Dusp1、Mtfp1及Pdk4在心梗后心衰不同时期的动态表达模式,表明基因在心衰发展的不同时期作用可能不同;3.发现mi R-122-5p通过下调Agpat1表达促进心肌细胞凋亡,抑制mi R-122-5p表达或上调Agpat1表达可减少心肌细胞凋亡。
[Abstract]:Heart failure ( HF ) was a progressive and irreversible pathological process . The mechanism and mechanism of gene expression in heart failure were studied by means of DNA - seq technique . Conclusion : 1 . The expression of Agpat1 , Dusp1 , Mtfp1 and Pdk4 plays a protective role in heart failure .

【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R541.6

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本文编号：1826506