規(guī)模化挖掘小鼠肝臟再生過程中的重要蛋白相互作用及其驗證.pdf

1、肝臟是人以及動物體內最為重要的內臟器官，具有分解糖、貯存糖原；參與蛋白質、脂肪、維生素、激素的代謝；解毒；分泌膽汁；吞噬、防御機能；制造凝血因子；調節(jié)血容量及水電解質平衡；產生熱量等功能。在胚胎時期肝臟還有造血功能，是體內再生能力最強的器官。肝臟由肝實質細胞和非實質細胞構成，人和動物肝臟都具有極強的調節(jié)自身生長發(fā)育的能力。通常情況下，肝臟在遭受重大創(chuàng)傷或中毒時具有較強的再生能力，可以通過DNA合成與有絲分裂重建與機體大小相應的肝臟體積，

2、但肝臟如果長期處于有毒物質或炎癥等損傷因素下則可能導致肝纖維化、肝硬化等疾病的產生。在這兩類疾病中，肝臟的再生功能都在一定程度上得到了抑制。因此，肝臟再生機制的研究對于肝臟再生能力喪失或受損的病人的救治以及肝臟功能的恢復都具有十分重要的意義。在這個背景之下為了更好的認識人類肝臟，人類蛋白質組組織(Human Proteome Organization，HUPO)啟動了人類肝臟蛋白組計劃(Human Liver Proteome Proj

3、ect，HLPP)項目，這是由我國賀福初院士領銜的項目，也是我國在生命科學領域第一次主持的重大國際協(xié)作計劃。 人類肝臟蛋白質計劃中一個重要任務是認識肝臟再生過程中重要蛋白相互作用。蛋白質相互作用是一切生命活動的基礎，揭示相互作用規(guī)律是認識生命奧秘的必經之路。蛋白質相互作用不僅僅是正常生理過程中如DNA復制、轉錄、翻譯、信號傳導和細胞調控的基礎，也是在病理過程中起著重要作用。 酵母雙雜交技術是目前應用于大規(guī)模研究蛋白質相互

4、作用最成功的技術平臺，是現在研究活細胞體內的蛋白質相互作用的主要技術手段之一，同時可以用于研究蛋白質連鎖群和蛋白質功能網絡系統(tǒng)。通過酵母雙雜交可以檢測一對功能已知的蛋白質之間的相互作用、可以研究一對蛋白間發(fā)生相互作用的結構域、用已知功能蛋白基因篩選雙雜交的cDNA文庫來研究蛋白質之間相互作用的傳遞途徑等。 生物信息學是指應用信息科學的理論、方法和技術，研究生物體系和生物過程中信息的存儲、信息的內涵和傳遞，研究生物體細胞、組織、器官

5、的生理、病理和藥理過程中的各種生物信息。生物信息學可以研究蛋白質結構和功能，還可以研究蛋白質進化問題和蛋白質相互作用的預測等。 本論文的研究基于目前研究蛋白質相互作用的成果之上，主要有以下兩個方面的工作： 1 小鼠肝臟再生過程中重要蛋白相互作用的規(guī)?；诰蚣捌渚W絡的生物信息學分析：本實驗室采用CCl4腹腔注射的方法建立了CCl4注射小鼠肝損傷模型，并在損傷后的0.5、1.5、3、4.5、7天時分別采集小鼠肝臟樣本，用于制

6、作Affymetrix公司的gene chip? Mouse 430 2.0芯片。根據芯片檢測所得數據顯示在肝臟修復的七天周期內有若干基因變化，分析這些基因，從現有的數據庫中手工獲得與這些基因有相互作用的基因，首次構建了在肝臟再生過程中重要蛋白相互作用的網絡圖；然后采用生物信息學的手段對該蛋白質相互作用網絡圖進行分析，我們以實驗數據、可信度評價結果及大量的文獻調研為依據，分別從發(fā)現潛在的信號通路間的交聯、揭示重要功能蛋白的作用機制、揭示

7、新蛋白的重要功能、揭示已知蛋白的其他重要功能、發(fā)現重要蛋白復合物角度出發(fā)，對得到的相互作用數據進行了深入的挖掘，并以部分相互作用為例進行了詳細分析，為進一步揭示這些相互作用的生物學功能，尤其在肝臟再生中的功能研究提供了重要線索。 2 小鼠肝臟再生過程中部分蛋白質相互作用的酵母雙雜交實驗驗證： 從蛋白質相互作用的網絡中挑選5個重要基因進行克隆，在獲得這些基因的同時也獲得了這些基因對應的蛋白質。所選擇的基因是在肝臟再生過程研

8、究表明可能起到某些重要作用或者有可能起到重要作用，對這些基因進行生物信息學分析，主要是結構域的分析和蛋白質表面接觸活性的分析；隨后采用了酵母雙雜交系統(tǒng)對這些蛋白質是否具有相互作用進行實驗，對所產生結果進行分析，并且進行了一些生理功能的探索。 綜上所述，本文針對肝臟再生過程中重要蛋白相互作用進行了分析，有效利用了肝臟再生過程中基因芯片數據，充分利用生物信息學方法和手段進行了肝臟再生過程中重要蛋白質相互作用網絡的構建；隨后用酵母雙雜