脓毒症大鼠肝脏组织基因表达变化的研究

期刊文献 脓毒症大鼠肝脏组织基因 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达变化的研究 刘勇 吴彼得 林建东 肖雄箭 刘文平 黄惠斌 【摘要】目的 应用基因芯片技术初步 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 脓毒症大鼠肝脏组织细胞基因表达谱的变化。方法 按随机数字表法将45只Wistar 大鼠分为对照组和脓毒症组,每组15只。采用盲肠结扎穿孔术(CLP)制备大鼠脓毒症模型。应用含有22 523个大鼠基因cDNA 克隆的表达谱基因芯片进行检测,以Cy3和Cy5两种荧光信号强度结果比值均>2.0或<0.5的基因为脓毒症表达差异基因,用计算机软件筛选并分析脓毒症大鼠肝脏组织术后24 h 的基因表达变化,并初步分析表达差异基因与脓毒症之间的关系。结果 与对照组比较,脓毒症组大鼠肝脏组织共筛选出285个出现差异表达的基因,占基因芯片总点数的1.27%,其中表达上调者150个,表达下调者135个。在已知功能基因中表达上调者74个,下调者63个,与细胞物质能量代谢、信号转导、调控转录、物质转运、炎症反应、免疫反应、氧化反应、细胞生长调节、细胞凋亡等方面的相关基因功能有关。结论 脓毒症大鼠肝脏组织出现一系列基因表达异常,临床对脓毒性肝损伤的防治应从多方面、多层次入手。 【关键词】基因芯片;脓毒症; 肝;基因表达 An investigation of changes in gene expression profile of liver tissue in a rat sepsis model LIU Yong*,WU Bi-de,LIN Jian-dong ,XIAO Xiong-jian,HUANG Hui-bing,LIU Wen-Ping .*Intensive Care Unit, Zhangzhou Affiliated Hospital of Fujian Medical University ,Zhangzhou 363000,Fujian ,China Corresponding author : LIN Jian-dong ,Email :linjd@tom .com [Abstract]Objective To investigate the changes in gene expression spectrum of liver tissue in septic rats by DNA rnicroarrays .Methods Thirty male Wistar rats were divided into sepsis group and control group with 15 rats in each group by means of random number table .Cecal ligation and puncture(CLP)was used to reproduce rat sepsis model .Gene expression spectrum was studied with oligonucleotide gene expression profile microarray that contained 22 523 rat cDNA clones to detect the changes in gene expression pattern of rat liver tissue 24 hours after CLP .Genes with fluorescent signal of Cy3/Cy5 of ratio average(RA)>2.0 or RA<0.5 were identified as differential genes ,then those that high correlated to sepsis were screened by means of related computer software ,and their relationship was analyzed .Results Compared to the controls ,gene expression of 285 genes of liver tissue of septic rat were changed 24 hours after CLP ,accounting for 1.27%,and among them 150 genes showed up-regulation ,135 genes with down-regulation .Among known functional genes ,74 genes up-regulated and 63 genes down-regulated .They were related with a range of genetic functions ,such as energy metabolism, signal transduction ,transcription regulation ,molecule transportation ,inflammatory reaction, immune reaction, oxidation reaction ,cell growth regulation ,cell apoptosis related genes etc.Conclusion There are a series of changes in gene expression in liver tissue apparently induced by sepsis rat. the prevention of septic liver injury should be maked by a multifaceted ,multi-pronged approach in clinic. [Key words] DNA microarray; sepsis;liver;gene expression 脓毒症可通过一系列复杂且逐级放大的全身炎性反应造成机体重要脏器的损伤。由于肝脏的代谢、解毒、免疫等基本生理功能均与全身炎症反应密切相关,因此,肝脏是脓毒症时最易受损的器官之一。本实验采用基因芯片技术检测分析脓毒症大鼠肝脏组织基因表达的变化情况,力图从基因表达方面探讨脓毒症时肝脏受损的可能 机制 综治信访维稳工作机制反恐怖工作机制企业员工晋升机制公司员工晋升机制员工晋升机制图 ,为今后改进临床治疗方法提供实验依据。 1材料与方法 1.1动物模型制备与分组:健康雄性Wistar大鼠30只,体重220±20g,购自上海斯莱克实验动物有限公司【动物合格证号:SCXK(沪)2007—00053】。按随机数字表法分成两组,每组15只。实验前正常饮食、饮水。脓毒症组按文献[1]的方法采用盲肠结扎穿孔术(CLP)复制大鼠肠源性脓毒症模型;对照组只开腹、关腹与复苏,不进行CLP。 1.2实验方法 1.2.1肝脏组织标本的采集:于术后24 h在氯胺酮腹腔麻醉下迅速开腹,摘取肝脏,立即置入液氮中,-70℃保存。 1.2.2芯片的制作:RatRef-12大鼠表达谱基因芯片由联合基因技术有限公司制作,每个芯片含有22 523个大鼠基因cDNA克隆。脓毒症组组织制备的eDNA探针以脱氧三磷酸尿苷(Cy5- dUTP)标记,对照组组织制备的eDNA探针以Cy3- dUTP标记。 1.2.3芯片杂交及处理:按文献[2]介绍的方法进行。 1.2.4芯片扫描与信号分析处理:用激光共聚焦扫描仪以两种不同波长扫描芯片,图像处理软件分析Cy3和Cy5两种荧光信号的强度和比值,以两次芯片两种荧光信号强度结果比值(Ratio值)均>2.0或均﹤0.5的基因为差异表达基因,前者表示脓毒症组基因表达显著上调,后者表示脓毒症组基因表达显著下调。通过美国国立生物技术信息中心(NCBI)数据库查询基因功能并加以分类。 2结果 2.1差异基因表达:与对照组比较,脓毒症组大鼠肝脏组织有285个基因出现差异表达,占基因芯片总点数的1.27%;其中表达上调者150个,表达下调者135个。 2.2上调基因:在已知功能基因中,表达上调者共74个;其中蛋白折叠相关基因3个,免疫反应相关基因2个,物质能量代谢相关基因16个,物质转运相关基因8个,细胞生长调节相关基因5个,信号转导相关基因13个,炎症反应相关基因6个,氧化还原反应相关基因2个,转录调控相关基因11个,其他基因8个。其基因功能分类、基因代码、Genbank登陆号、基因名称、Ratio值见表1。 表1 脓毒症组大鼠肝组织已知表达上调的74个功能基因 基因功能基因代码登陆号基因名称Ratio值 4.322741 蛋白结合PVR NM_017076.2脊髓灰质炎病 毒受体 2.645856 蛋白稳定Plvap NM_020086.1 质膜小泡关联 蛋白 蛋白折叠Dnajb4NM_001013076.DnaJ (Hsp40)同 2.078015 1源物, 亚家族B, 成员4 ,Fkbp5NM_001012174. 1K506 结合蛋白 5 2.110108 Tubb6NM_001025675. 1 微管蛋白β6 4.323267 核小体装配Tspyl4NM_001012075. 1 TSPY类47.424226肌肉收缩Tpm4NM_012678.1原肌球蛋白4 2.06249 免疫反应Ddost_predicted NM_001012104. 1长醇二磷酸寡糖 蛋白糖基转移酶 2.093552 A2m NM_012488.2 α2 巨球蛋白 5.047837热休克反应Hspa14NM_001004257. 1 热休克蛋白14 2.216074生长因子Ntf3NM_031073.2神经营养蛋白3 2.861409物质能量代谢Abp1NM_022935.2氨氯吡嗪脒结合 蛋白1 2.294144 Alpl NM_013059.1碱性磷酸酶 6.197349 Bhmt NM_030850.1 甜菜碱高半胱氨 酸甲基转移酶 2.234084 Ccbl1NM_001013164. 3半胱氨酸结合β 裂合酶 2.575268 Cyp17a1NM_012753.1细胞色素P450, 家族17, 亚家族 A, 肽1 6.827576 Dhodh NM_001008553. 1二氢乳清酸脱氢 酶 2.040188 Fabp2NM_131431.1 脂肪酸结合蛋 白2 5.414127 Gm2a NM_172335.2 GM2 神经节苷 脂激活因子 2.202204 Got1NM_012571.1谷草转氨酶1 3.84265 Idi1NM_053539.1异戊烯二磷酸δ 异构酶1 2.062869 Lpl NM_012598.2脂蛋白脂肪酶 2.694593 Mvd NM_031062.1二磷酸甲羟戊 酸脱羧酶 2.062287 Oat NM_022521.2 鸟氨酸转氨酶 2.308565 Pla1a NM_138882.1 磷脂酶A1 成 员A 5.084751 Sds NM_053962.3丝氨酸脱氢酶11.02828 Serpinb1a NM_001031642. 1丝氨酸肽酶抑制 剂,进化枝B, 成员1a 2.191392 物质转运Atp1b1NM_013311.2ATP 酶, Na+/K+ 转运, β1 肽 3.887467 Creld2NM_001037208半胱氨酸丰富含 EGF 样域2 2.530488 Fabp4NM_053365.1脂肪酸结合蛋白 4 125.1442 Lbp NM_017208.2脂多糖结合蛋白 2.202964 Lcn2NM_130741.1 脂质运载蛋白 -2 56.47942 Slc16a10NM_138831.1溶质载体家族 16, 成员10 2.6068 Slc25a25NM_145677.1溶质载体家族 25, 成员25 4.728128 Tspo NM_012515.1转运蛋白 2.858733细胞骨架Sdc4NM_012649.2多配体聚糖4 4.530698细胞生长调节Ctgf NM_022266.2结缔组织生长因 子 2.194568 Inhbc NM_022614.2抑制蛋白, βC 2.172237 Snf1lk NM_173354.3SNF1 样激酶 3.760203 Timp1NM_053819.1TIMP 金属肽酶 抑制因子1 2.769325 Tnfrsf12a NM_181086.2肿瘤坏死因子受 体超族, 成员 12A 4.162745 细胞粘附Kal1NM_000216.2 Kallmann 综合 征1 顺序 8.707655 信号转导S100a6XM_001138809 .2 S100 钙结合蛋 白A6 2.132449 ,Agt NM_007428.3血管紧张肽原 2.357027 Arfip2NM_053371.1ADP 核糖基化 因子结合蛋白2 3.148358 Edg5NM_017192.1鞘脂G蛋白偶联 受体, 5 2.159183 Hmox1NM_012580.2血红素加氧酶1 2.353065 Igfbp1NM_013144.1胰岛素样生长因 子结合蛋白1 8.192569 Limk2NM_024135.2含Lim基元蛋白 激酶I 2.515615 Pbef1NM_177928.3 前B细胞集落 增强因子1 2.920736 Ptpn2NM_053990.1蛋白酪氨酸性磷 酸酶, 非受体型 2 3.088647 Rgs2NM_053453.2G 蛋白信号转 导调控因子2 3.323372 Rxra NM_012805.2视黄醇类X受体 2.166537 a Sgk NM_019232.2血清/糖皮质激 素调控激酶 3.103236 Stat3NM_012747.2信号传导蛋白和 转录激活物 2.664369炎症反应Cxcl1NM_030845.1 趋化因子 (C-X-C 基元) 配体1 8.263151 Cxcl9NM_145672.4趋化因子(C-X-C 基元)配体9 2.682037 Dusp1NM_053769.3双特异性磷酸酶 1 3.689087 Procr NM_001025733. 2 蛋白C 受体 4.218369 Reg4NM_001004096. 1再生胰岛衍生家 族, 成员4 3.948114 S100a8NM_130741.1 S100钙结合蛋 白A8 124.0667 氧化反应Miox NM_145771.2 肌肌醇加氧酶 2.191553 Sqle XM_001152077. 1 鲨烯环氧酶 2.651547转录调控Bhlhb2含碱性螺旋环螺 旋域, 类B, 2 3.978985 Crem NM_001110860. 1cAMP应答元件 调制因子 2.338732 Cry1NM_198750.2隐铬1(光解酶 样) 2.12984 Foxa3NM_017077.1叉头框A3 2.160722 Gtf2ird1NM_001001504. 1含GTF2I 重复 域1 2.434564 Junb NM_021836.2junB原癌基因 2.849583 Klf2_predicted NM_001007684. 1Kruppel 样因子 2 2.018746 Myc NM_012603.2 v-myc 髓细胞 组织增生病毒 癌基因同源物 2.884525 Nfil3NM_053727.2核因子, 白细胞 介素3 调控 2.421023 Onecut1NM_022671.2 一切域, 家族 成员1 2.176879 Zfp354a NM:052798.1锌指蛋白354a 2.127195 2.3下调基因:在已知功能基因中,表达下调者共63个;蛋白结合相关基因各2个, 免疫反应相关基因2个,物质能量代谢相关基因31个, 物质转运相关基因5个,细胞凋亡相关基因2个,细胞生长调节相关基因3个,信号转导相关基因10个, 炎症反应相关基因1个,转录调控相关基因5个, 其他基因2个。其基因功能分类、基因代码、 Genbank登陆号、基因名称、Ratio值见表2。 表2 脓毒症组大鼠肝组织已知表达下调的63个功能基因 基因功能基因代码登陆号基因名称Ratio值 蛋白结合Baiap2NM_001197077 .1 BAI1 关联蛋 白2 0.488866 Rcbtb2NM_001192991 .1 含染色体浓缩 (RCC1)和 BTB(POZ)域蛋 白2 调控因 子 0.46058 免疫反应Il15NM_013129.2白细胞介素15 0.277832 Sectm1a NM_001013043. 1 分泌和跨膜1A 0.345969突触可塑性调控Rnf39NM_134374.2环指蛋白39 0.386143物质能量代谢Abcg5NM_053754.2ATP 结合家族, 亚家族G, 成员 5 0.322523 Acy3NM_001009603. 1 天冬酰转移酶3 0.387646 Adh4NM_017270.2 醇脱氢酶4 0.279045 Akr7a3NM_013215.1 醇醛酮还原酶 家族7, 成员 A3 0.364633 Aldh1a1NM_022407.3醛脱氢酶 1 家 族, 成员A1 0.237265 Cyp26b1NM_181087.2细胞色素P450, 家族26, 亚家族 B, 肽1 0.083045 Cyp2c12NM_031572.1细胞色素P450, 家族2 , 亚家族 C, 肽12 0.432883 Cyp2j3NM_175766.2细胞色素P450, 家族2 , 亚家族 J, 肽3 0.49998 Cyp3a1NM_175766.2细胞色素P450, 家族3 , 亚家族 A, 肽1 0.444054 Cyp3a18NM_145782.1细胞色素P450, 家族3 , 亚家族 A, 肽18 0.361438 Cyp3a2NM_153312.2细胞色素P450, 家族3, 亚家族 A, 肽2 0.288654 Cyp4b1NM_016999.2细胞色素P450, 0.350595 B, 肽1 Ephx1NM_001034090. 1环氧化物水解酶 1 0.385751 Fabp7NM_030832.1脂肪酸结合蛋白 7 0.429767 Gclc NM_012815.2谷氨酸半胱氨酸 连接酶, 催化亚 基 0.409738 Gclm NM_017305.2谷氨酸半胱氨酸 连接酶, 修饰因 子亚基 0.422371 Glyat NM_001009648. 2甘氨酸N 酰基 转移酶 0.266129 Gsta2NM_017013.4 谷胱甘肽S 转 移酶A2 0.3118 Gstm3NM_020540.1谷胱甘肽S 转 移酶M3 0.399901 Hacl1NM_053493.1 2 羟烷基辅酶A 裂合酶1 0.393914 Hsd17b2NM_024391.1羟基类固醇(17 β)脱氢酶12 0.232145 LOC499330NM_001024292. 1烟酰胺核苷激酶 1相似 0.079226 Mettl7b XM_001024276 .1 甲基转移酶样 7B 0.427937 Mid1ip1NM_206950.1MID1 结合蛋白 1 0.428265 Pdp2NM_145091.4丙酮酸脱氢酶磷 酸酶同工酶2 0.46118 Ppap2c NM_139252.1磷脂酸性磷酸酶 2C 0.468866 Sult1c1NM_031732.2磺基转移酶家族 1C,成员1 0.40754 Ugp2NM_001024743. 1UDP 葡萄糖焦 磷酸酶2 0.462276 Ugt1a6NM_057105.3UDP 葡糖醛酸 基转移酶 1 家 族, 肽A6 0.392696 Ugt1a7NM_130407.2UDP 葡糖醛酸 基转移酶 1 家 族, 肽A7 0.376856 Ugt2b1NM_173295.1UDP葡糖醛酸 基转移酶家族 2,肽B1 0.383074 物质转运Serpina6NM_001009663. 1丝氨酸肽酶抑制 剂,进化枝A, 成员6 0.338005 Slc10a1NM_017047.1溶质载体家族 10 , 成员1 0.223328 Slc17a3NM_153622.2溶质载体家族 17(钠磷酸), 成 员3 0.498294 Slc22a5NM_019269.1溶质载体家族 22 , 成员5 0.450908 Slc6a9NM_053818.2 溶质载体家族 6, 成员9 0.475927 细胞凋亡Dnase1l3NM_053907.1DNA酶I 样3 0.410417 Tnfsf10NM_145681.1肿瘤坏死因子 (配体)超家族, 成员10 0.154463 细胞附着Cldn1NM_031699.2靠停蛋白1 0.390681细胞生长调节Ccnd1NM_171992.4周期蛋白D1 0.451013 Hspb1NM_031970.3热休克27kDa 蛋白1 0.353514 Spnb3NM_019167.1膜收缩蛋白0.485221信号转导Igfals NM_053329.2胰岛素样生长因 子 0.294494 Impa2NM_172224.1肌醇(肌)1(或4) 单磷酸酶2 0.483268 Irs3NM_032074.1胰岛素受体底物 4 0.119199 Lgr4NM_173328.1富含亮氨酸重复 G 蛋白偶联受 体4 0.496047 Pacsin2NM_130740.2神经糠偶酰素酸 性簇分拣蛋白2 0.38017 Prlr NM_001034111. 1 催乳素受体0.24425 Rab30NM_001015012 .1 RAS 癌基因家 族成员 0.337057 Rnd3NM_001007641. 1Rho 家族GTP 酶3 0.315594 Socs2NM_058208.1细胞因子信号转 导抑制因子2 0.125839 Srd5a1NM_017070.3 类固醇5α还 原酶, α肽1 4 0.434866 炎症反应Klkb1NM_012725.2激肽释放酶B, 基质1 0.480099 转录调控Dao1NM_053626.1右旋氨基酸氧化 酶 0.474463 Hes6NM_001013179. 1毛和增强子, 断 裂6 0.374121 Nr0b2NM_057133.1 核受体亚家族0.065286 0, 组B, 成员2 Nr1d1NM_021724.3 核受体亚家族 0.324374 1, 组D, 成员1 0.375221 Nr1i3NM_022941.3核受体亚家族 1, 组I, 成员3 3讨论 20世纪90年代初,美国胸科医师学会与危重病医学会共同将脓毒症定义为“感染所引发的全身炎症反应”,凸显出了脓毒症全身性、瀑布式炎性反应的特点。在此失控的炎症反应过程中,包括肿瘤坏死因子、白细胞介素、活性氧代谢产物等炎性因子在内的细胞毒性物质进入血液循环,而成人肝脏的血流量约为1500ml/分钟,占心脏搏出量的25%-40%,其血容量也相当于人体总血量的14%,因此,大量具有肝损伤作用的炎症介质流经并蓄积于肝脏,作用于肝细胞、肝窦状隙内巨噬细胞(Kupffer细胞)及内皮细胞,诱导产生化学性、免疫性损伤及细胞凋亡等病理生理过程,从而产生脓毒症急性肝损伤(ALI)及肝功能衰竭(ALF)。已有许多研究从不同角度探讨了脓毒症肝损伤的分子机制,但其具体的发生、发展机制至今仍未完全清楚。基因芯片技术为脓毒症的研究开辟了新途径,备受学术界的关注;但由于检测所需技术、仪器复杂及费用昂贵等方面的原因,目前尚难以大规模地应用于临床 (3)。 2007年李志军等报告采用BiostarR-40s芯片(含4096个基因克隆)检测脓毒症大鼠肝组织基因表达情况,结果显示:脓毒症的基因异常表达涉及一系列与细胞周期、调控、细胞凋亡、凝血、免疫及代谢等方面相关的基因(4);本实验则采用RatRef-12大鼠表达谱基因芯片(含22 523个基因克隆)对脓毒症晚期大鼠肝组织基因表达情况进行检测,在了解肝基因表达整体变化情况的基础上着重分析探讨肝基因表达异常的可能原因及其与肝损伤的关系。 3.1与物质能量代谢相关的基因表达上调者16个,表达下调者31个,提示肝脏作为机体最主要的代谢器官之一,在脓毒症晚期呈现出严重的物质能量代谢紊乱,并以代谢的抑制减弱占主导,可造成机体的能量供给不足以至衰竭。 3.1.1丝氨酸是体内具有重要生理功能的非必需氨基酸,参与胞内多种氨基酸、核酸及磷脂的生物合成。本实验结果显示,丝氨酸脱水酶基因(Sds)的表达明显上调(Ratio值达11.02828),提示脓毒症时肝内丝氨酸脱水酶(SDH)含量增加。SDH广泛存在于酵母、细菌及哺乳动物肝细胞的胞浆中,其大量增加可加速丝氨酸的降解,进而对肝脏产生广泛的损伤作用;另一方面,丝氨酸在SDH的催化下通过非氧化脱氨基方式生成氨和丙酮酸,可导致氨生成增加,促进肝性脑病的发生与发展(5)。既往的研究表明,大鼠肝细胞中的SDH在糖异生过程中具有重要作用,高蛋白饮食及饥饿可使其活性增强;在机体处于低能量状态时,丝氨酸通过SDH的作用转化为丙酮酸并进入线粒体,进而转化成草酰乙酸,继续循糖异生途径生成葡萄糖。本研究结果则显示脓毒症时通过Sds基因表达上调这一途径也可使肝糖异生作用得以增强,可能会在一定程度上缓解由于机体高代谢所致的能量缺乏。 3.1.2脂肪酸结合蛋白(FABP)是一族同源胞浆内小分子蛋白超家族,相对分子质量约14-16kDa;既往的研究显示至少有9种类型的FABP 广泛分布于心、肝、肾、小肠、 脑、骨骼肌等组织脏器,其中小肠型脂肪酸结合蛋白(FABP2)的基因Fabp2特异地表达于小肠柱状上皮细胞,通过结合、运输长链脂肪酸而起到脂类代谢调节作用(6)。本研究则显示肝组织细胞中也存在着Fabp2基因,且在脓毒症时呈现高表达,其机制可能与脓毒症时组胺释放增加等因素有关(7),可加剧脓毒症时的脂类代谢异常。目前认为,脂肪组织细胞在炎症反应中不仅起能量平衡作用,也直接参与了炎性反应;脂代谢紊乱可通过人类Toll样受体4(TLR4)跨膜信号转导途径激活核因子-κB(NF-κB),释放大量具有促炎作用的脂肪细胞因子,如白细胞介素-6、纤溶酶原激活物抑制物等,进一步放大炎症反应,并产生脂质过氧化损伤及胰岛素抵抗(8)。 3.1.3肝细胞色素P450(CYP450)定位于肝细胞内质网,既是多组分电子传递链的重要组成部分,也是肝脏生物转化第一相反应中最重要的氧化酶之一,在类固醇激素、胆汁酸、胆色素等物质的代谢及许多药物、毒物的生物转化过程中起到非常重要的作用。CYP450有多达100余种同工酶,主要分为CYP1A、CYP2A、CYP3A、CYP2D、CYP2E等亚型,特异地作用于不同的羟化底物;其中,CYP3A占CYP450总量的30%以上,且60%左右的常用药物通过该亚型进行代谢,因此,CYP3A是CYP450家族中最重要的成员之一。本研究显示,Cyp450家族中7个基因(Cyp2c12 、Cyp2j3 、Cyp3a1、Cyp3a2 、Cyp3a18 、Cyp4b1、Cyp26b1)表达下调, 其中Cyp3a亚家族成员有3个;另有1个基因(Cyp17a1) 表达上调。由于孕烷X受体(PXR)及维甲素X受体α(RXRα)所形成的二聚体可通过与基因Cyp3a启动子的顺式反应元件结合而启动转录,故Cyp3a1、Cyp3a2及Cyp3a18的下调可能与细菌毒素、炎性介质下调肝细胞Pxr及Rxrα的表达有关,但具体机制尚不清楚,仍需进一步的研究(9);基因Cyp450家族成员在脓毒症晚期以表达下调占明显优势,将在一定程度上继续对肝脏的能量代谢与解毒、生物转化等功能产生不利影响。 3.2与信号转导相关的基因有13个表达上调、10个表达下调;调控转录相关的基因有11个表达上调、5个表达下调;显示脓毒症晚期肝细胞的信号转导与DNA转录在细胞因子与炎性介质的作用下仍处于严重紊乱状态,将导致肝功能的进一步损害甚至衰竭。 3.2.1类固醇激素受体与非类固醇激素受体、孤儿核受体一起构成了核受体超家族,在细胞生长及组织代谢等重要生理过程中发挥重要调节作用。类固醇激素受体相关基因Nr1i3是组织细胞一系列内源性与外源性化合物代谢的重要调节因子,该基因编码的蛋白经与类固醇激素、药物等配体结合,易位到细胞核内,可激活或抑制许多靶基因的转录,在生理情况下使靶基因的表达协调有序。本研究结果显示,脓毒症时肝组织Nr1i3表达下调,可能由脓毒症时NF-κB的过度表达所造成,参与了脓毒症时类固醇激素抵抗现象的产生过程(2);并可使靶基因异常转录,导致肝脏对甘油三酯及外源化合物的代谢出现异常,对能量动态平衡的调控也产生障碍(10)。 3.2.2细胞因子信号转导抑制因子(SOCS)相关基因Socs2表达下调;SOCS2 是SOCS 家族中的重要成员,因其分子结构中含有SH2结构域,也被命名为CIS (cytokineinducibleSH2-containingprotein)。S H 2结构域能与磷酸化的酪氨酸残基结合而发挥作用。因此,SOCS2可通过结合磷酸化的JAK而抑制STAT的酪氨酸磷酸化,从而阻断JAK/STA T通路的信号转导过程;且SOCS2对丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导通路及生长激素/胰岛素样生长因子1(IGF1)信号传导通路也有一定的抑制作用,而脓毒症时机体可通过这些信号转导通路的作用产生大量炎性因 子,因此,Socs2表达下调可导致炎性因子的过量产生与释放(11),并产生Th1/Th2漂移,进一步促进了脓毒症的发展。 3.3与物质转运相关基因有8个表达上调,5个表达下调,从另一方面体现了脓毒症时的代谢紊乱状态。其中,脂钙蛋白2基因(Lcn2)表达显著上调(Ratio值达56.47942);脂钙蛋白2(LCN2)是Lipocalin蛋白超家族的主要成员之一,具有运输亲脂性小分子及胞内铁离子的功能;脓毒症时由于肿瘤坏死因子-ɑ及白细胞介素-6的大量释放,促进NF-κB与Lcn2启动子结合,从而上调Lcn2的表达。LCN2对脓毒症机体的影响具有双重性:既可在一定程度上抑制乙型链球菌及大肠杆菌、预防缺血再灌注损伤,又可通过不同途径加重胰岛素抵抗(12)。 3.4炎症反应相关基因有6个表达上调,1个表达下调,显示脓毒症晚期肝组织的炎症反应总体仍处于活跃状态。其中,S100 钙结合蛋白A8基因(S100a8)表达上调显著(Ratio值达12 4.0667),S100A8是S100小分子量蛋白家族成员之一,定位于细胞质或细胞核中,其多肽链两端分别为氨基末端EF-1和羧基末端EF-2手型结构,具有钙离子结合能力,可与多不饱和脂肪酸如花生四烯酸等炎症介质结合,并将其转运至胞外,加剧炎症反应,而该反应过程中的促炎细胞因子肿瘤坏死因子-α或白细胞介素-1又可使炎性细胞的S100a8基因高表达,其产物S100A8具有趋化炎症细胞、释放炎症介质等作用(13),因此,S100A8对脓毒症的发展可能起到正反馈作用。本实验结果显示的脓毒症晚期S100a8基因显著高表达提示此时肝组织依然存在严重促炎反应。 3.5免疫反应相关基因表达上调与下调各2个,氧化反应相关基因表达上调2个,提示免疫紊乱与细胞过氧化机制均参与了脓毒性肝损伤的病理生理过程。细胞生长调节相关基因表达上调5个,表达下调3个,显示脓毒性肝损伤也涉及细胞生长过程。细胞凋亡相关基因表达下调2个,显示脓毒症晚期肝脏尚有一定的自我保护机制,部分细胞的凋亡可能存在延缓倾向。 综上所述,脓毒症晚期大鼠肝细胞的基因表达主要存在如下特征:①与物质能量代谢相关的基因表达以显著下调;②与信号转导、调控转录、物质转运、免疫反应、细胞生长调节等方面相关的基因表达严重紊乱;③与炎症反应相关的基因表达明显上调。以上基因特征与脓毒性肝损伤的临床表现相符合,表明此时肝脏的生理功能与活动已严重受损并全面减弱甚至衰竭,但仍存在明显过度炎症反应所具有的病理特征。临床上对脓毒性肝损伤的防治应充分考虑到上述众多分子水平上的异常,从多方面、多层次入手进行有针对性的处理,才能取得较好的效果。 参考文献: 1. 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