【摘要】：背景心肌肥厚和許多心臟疾病有關(guān),包括心肌缺血,瓣膜狹窄,肥厚性心肌病等,是心肌細(xì)胞受到內(nèi)源性刺激或外源性刺激后導(dǎo)致的心臟形態(tài)、心室肌及室間隔的厚度等一系列組織結(jié)構(gòu)的重構(gòu),最終走向心衰、心律失常、心源性猝死。然而,心肌肥厚的發(fā)病機(jī)理至今仍未完全闡明,臨床亦無有效防治措施。細(xì)胞內(nèi)外信號通路是調(diào)節(jié)細(xì)胞數(shù)量和大小的中心環(huán)節(jié)之一。高遷移率族蛋白1(high mobility group box1,HMGB1)作為新近發(fā)現(xiàn)的核蛋白,廣泛表達(dá)于幾乎所有的真核細(xì)胞中,主要與晚期糖基化終末受體(receptor for advanced glycation endproducts,RAGE)結(jié)合,通過Ras、MAPK和NF-kB信號通路調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄、激活炎癥反應(yīng)。文獻(xiàn)報(bào)道HMGB1在心肌缺血、心梗、心衰中表達(dá)明顯增加,與心肌損傷及心室重構(gòu)有密切關(guān)系。HMGB1信號通路是否通過這種方式影響心肌肥厚的發(fā)生發(fā)展仍不清楚。目的1.將課題前期篩選出的差異性表達(dá)基因利用IPA數(shù)據(jù)分析技術(shù)篩選出肥厚型心肌病病人心肌組織最顯著激活的信號蛋白。2.在病理水平驗(yàn)證HMGB1在肥厚型梗阻性心肌病病人表達(dá)。3.探討HMGB1在心肌肥厚模型中的表達(dá)情況。方法1.收集安貞醫(yī)院6位嚴(yán)重肥厚型心肌病患者和武漢大學(xué)附屬人民醫(yī)院提供的6位供體的心肌組織,從中提取mRNA,進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄,利用Illumina測序平臺進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,得到的數(shù)據(jù)通過生物信息學(xué)方法篩選差異表達(dá)基因(課題前期已完成),將篩選得到的差異表達(dá)基因輸入IPA數(shù)據(jù)分析平臺,檢測差異基因在經(jīng)典信號通路中的富集情況,制作信號通路柱狀圖,并進(jìn)行經(jīng)典通路分析。2.將肥厚型梗阻性心肌病病人心肌和對照組心肌制作病理切片,免疫組化染色,光鏡下統(tǒng)計(jì)HMGB1表達(dá)量。3.制作小鼠肥厚心肌模型(主動(dòng)脈弓縮窄術(shù)),在RNA水平研究HMGB1的表達(dá)情況。結(jié)果1.利用Illumina測序平臺,得到了全部轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),整理差異性基因表達(dá),并且數(shù)據(jù)良好,可以進(jìn)行生物信息學(xué)分析。通過IPA在線整合分析軟件,差異基因所調(diào)控的經(jīng)典通路由IPA所收集歸納的800條信號、代謝通路所總結(jié);所有的信號通路使用-Log(P-value)進(jìn)行排序,比較Z-score值,Z-score2代表該P(yáng)athway被顯著激活,Z-score-2代表該P(yáng)athway被顯著抑制;Ratio表示在此信號通路中差異基因數(shù)與信號通路的所有基因數(shù)的比值實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)測的信號通路展示了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對信號通路的信號傳遞的影響。在信號通路圖中給出了各種分子的信號傳遞過程和差異基因的上下調(diào)情況,通過分子激活預(yù)測,對其他基因進(jìn)行了激活抑制預(yù)測。對|Z-score|2的信號通路進(jìn)行富集程度排名,HMGB1Signaling是在|Z-score|2的信號通路中,顯著富集排名第一的信號通路。2.利用免疫組化染色,和正常對照供體心肌相比,肥厚型梗阻性心肌病病人心肌HMGB1表達(dá)量增加。3.肥厚模型制備成功,和對照組相比,在mRNA水平手術(shù)組小鼠心肌組織HMGB1表達(dá)量增加。結(jié)論1.本研究在肥厚型梗阻性心肌病中篩選差異性表達(dá)基因上行IPA分析和通路預(yù)測,得出最顯著激活的信號蛋白HMGB1。2.在肥厚型梗阻性心肌病病人心肌中在病理水平驗(yàn)證HMGB1表達(dá)量增加。隨后通過構(gòu)建小鼠肥厚模型,在1-2周室間隔最厚,收縮功能最強(qiáng),肥厚marker表達(dá)明顯,HMGB1表達(dá)量最高。提示早期炎癥因子HMGB1可能和心肌肥厚密切相關(guān),并參與超負(fù)荷所致的心肌損傷。
[Abstract]:Background Myocardial hypertrophy is associated with many heart diseases, including myocardial ischemia, valvular stenosis, hypertrophic cardiomyopathy and so on. It is the remodeling of cardiac morphology, thickness of ventricular myocardium and septum resulting from endogenous or exogenous stimulation of cardiomyocytes, and eventually leads to heart failure, arrhythmia and sudden cardiac death. High mobility group box 1 (HMGB1), as a newly discovered nuclear protein, is widely expressed in almost all eukaryotic cells. Receptors for advanced glycation end products (RAGE) bind to regulate gene transcription and activate inflammation through Ras, MAPK and NF-kB signaling pathways. It is reported that HMGB1 expression is significantly increased in myocardial ischemia, myocardial infarction and heart failure, which is closely related to myocardial injury and ventricular remodeling. Objective 1. To screen the most prominent signal proteins in myocardial tissue of patients with hypertrophic cardiomyopathy by IPA data analysis. 2. To verify the expression of HMGB1 in patients with hypertrophic obstructive cardiomyopathy at pathological level. 3. To explore the expression of HMG in patients with hypertrophic obstructive cardiomyopathy. Expression of B1 in myocardial hypertrophy model. Methods 1. Myocardial tissues from 6 patients with severe hypertrophic cardiomyopathy in Anzhen Hospital and 6 donors provided by People's Hospital Affiliated to Wuhan University were collected. The mRNA was extracted and retrieved. The transcriptome was sequenced by Illumina sequencing platform. The obtained data were screened by bioinformatics method. Differentially expressed genes (previously completed), the differentially expressed genes were input into the IPA data analysis platform to detect the enrichment of differentially expressed genes in the classical signaling pathway, and then the signal pathway histogram was made and the classical pathway analysis was carried out. 2. The myocardium of patients with hypertrophic obstructive cardiomyopathy and the control group were pathologically cut. The expression of HMGB1 was studied at RNA level. Results 1. Using Illumina sequencing platform, all the transcriptome data were obtained, and the differentially expressed genes were sorted out. The data were good enough for bioinformatics analysis. Through IPA on-line integration analysis software, the classical pathways regulated by differentially expressed genes were summarized by 800 signals collected by IPA, and metabolic pathways were summarized; all signaling pathways were sequenced using - Log (P-value) to compare Z-score values. Z-score 2 represented that the Pathway was significantly activated and Z-score-2 represented that the Pathway was significantly inhibited; Ratio said in this letter. The signal pathway predicted by the ratio of the number of differentially expressed genes to the number of all genes in the signaling pathway shows the effect of the experimental data on the signal transduction of the signaling pathway. HMGB1 signaling is the first signaling pathway significantly enriched in | Z-score | 2 signaling pathway. 2. Immunohistochemical staining showed an increased expression of HMGB1 in hypertrophic obstructive cardiomyopathy compared with normal donor myocardium. Compared with the control group, the expression of HMGB1 in the myocardium of the mice in the mRNA level group increased. Conclusion 1. This study screened differentially expressed genes in hypertrophic obstructive cardiomyopathy and predicted the pathway by IPA analysis. The most significant activation signal protein HMGB1.2 was found in the myocardium of patients with hypertrophic obstructive cardiomyopathy. The expression of HMGB1 was increased at pathological level. Then the mouse model of hypertrophy was constructed, which showed the thickest ventricular septum, strongest contractile function, markeder expression of hypertrophy and the highest expression of HMGB1 at 1-2 weeks.
【學(xué)位授予單位】：首都醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R542.2

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本文編號：2184155