大鼠肝再生中circRNA-miRNA-CEBPb mRNA轴调节肝细胞G0期和G1期的分子机理研究

作     者：宋亚萍 

作者单位：河南师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐存拴

授予年度：2020年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

主      题：大鼠肝再生 ceRNA的高通量检测 CEBPb circRNA-miRNA-mRNA的互作效应 

摘      要：一般认为,大鼠2/3肝切除(partial hepatectomy,PH)诱导的肝再生分为三个阶段:启动阶段(PH后0～6 h)、进展阶段(PH后6～72 h)、终止阶段(PH后72～168 h)。一般情况,成年哺乳动物肝脏的绝大多数肝细胞处于静止状态,但当肝损伤或部分肝切除后,残肝的肝细胞迅速进入细胞周期以补偿丢失的肝组织,此过程称之为肝再生(liver regeneration,LR),该过程是一种代偿性的增生而不是真正意义上的再生,当肝组织重新达到原始肝重后,不继续进行细胞增殖,而进行细胞分化、细胞凋亡等一系列生理活动以恢复其肝脏的原始功能,这个过程受包括circRNA、miRNA在内的多因素调节作用。随着生物信息学的发展,高通量检测为研究人员提供了新的方向。本课题采用生物高通量检测技术,检测大鼠肝再生中ceRNA的种类及其表达谱。以大鼠PH后24 h的肝细胞为对照进行生物信息学分析发现,在大鼠PH后0和6 h共检测出2894种差异表达的mRNA、147个差异表达的miRNA和70个差异表达的circRNA。通过NCBI等网站及IPA等软件确定G0期和G1期相关基因后,进一步分析发现在G0和G1期共有207个差异表达的G0期和G1期相关mRNA,通过Target Scan、mi Randa等网站预测它们分别结合的差异表达miRNA的数目为87和此87个miRNA结合的差异表达circRNA数目为68。我们使用Cytoscape 3.2软件构建上述G0、G1期相关差异ceRNA网络,发现207个mRNA中的135个mRNA与87个miRNA构成了489个miRNA-mRNA轴,70个miRNA与68个circRNA相互作用构成了639个circRNA-miRNA轴,135个mRNA与70个miRNA和68个circRNA构成了4012个circRNA-miRNA-mRNA轴。研究表明,CCAAT增强子结合蛋白家族成员CEBPb可调节afp、a2m、gsta2、cat、il6、col1a2和col2a1等,且本课题组已发现CEBPb在大鼠PH后早期表达上调,我们以CEBPb为切入点,本文继续研究CEBPb介导的circRNA-miRNA对大鼠肝再生中G0期和G1期的相关作用,从而进一步揭示大鼠肝再生中circRNA-miRNA-CEBPb mRNA轴调节肝细胞G0期和G1期的分子机理。为此,我们结合大鼠肝再生的ceRNA高通量检测数据,通过NCBI等网站及IPA等软件确定G0期和G1期相关基因,通过CDB等网站预测CEBPb调节的下游靶基因,通过Target Scan等网站预测CEBPb mRNA结合的miRNA,用mi Randa等软件预测上述miRNA结合的circRNA。用生物信息学方法分析它们的表达模式和分子机制,初步筛选出11个circRNA与其结合的3种靶miRNA,以及CEBPb调节的7个下游靶基因存在互作关系,通过circRNA-miRNA-CEBPb mRNA轴对大鼠肝再生的G0期和G1期起关键作用。