UVC辐照CD4细胞lncRNA-mRNA表达变化及关联分析

论文摘要

长链非编码RNA（lncRNA）是一类长度大于200个核苷酸的非编码RNA,在转录及转录后水平影响基因的表达,但在辐射诱导的DNA损伤反应中调控哪些基因或信号通路尚不清楚。肿瘤抑制基因p53可以响应DNA损伤,调控下游基因的转录和翻译,p53信号通路关键基因能够作为辐射生物剂量计。本研究前期利用紫外辐射（UVC）处理人淋巴细胞（CD4细胞）,发现UVC在最适剂量（4-64 J/m2）范围内能够造成DNA损伤。本研究通过UVC辐照CD4细胞进行lncRNA-mRNA的表达变化及关联分析,探讨lncRNA与p53信号通路相关基因的调控关系,以揭示lncRNA在DNA损伤反应中可能发挥的作用及调控机制。在本研究中,用UVC辐照CD4细胞,24小时后首先对UVC辐射后的细胞内活性氧（ROS）进行检测来分析氧化应激水平,结果发现UVC能够显著地增加内源性ROS的产生,在UVC（4-32 J/m2）剂量范围内具有剂量依赖性关系。其次,通过微阵列分析基因表达谱和lncRNA表达谱,发现随着UVC辐射剂量增加,差异表达的mRNA和lncRNA数量增多。利用Stem分析基因和lncRNA表达变化的趋势,显示有1372个基因和133个lncRNA表达显著性降低,729个基因和797个lncRNA表达显著性升高,实时定量PCR结果验证了部分mRNA和lncRNA的表达变化与芯片结果一致。用回归分析方法发现在UVC（4-32 J/m2）剂量范围内与p53信号通路相关基因PLK2、ISCU、LCE1F、TRIAP1的表达呈现幂或指数变化趋势。对低剂量（4,8 J/m2）和高剂量（16,32,64 J/m2）分组分析,发现低剂量组和高剂量组分别有159和788个基因共同发生表达变化,后续利用MetaCore数据库针对这些基因进行p53调控网络分析,显示有38个基因在高低剂量组中都受到p53的调控。利用lncRNA Disease数据库对表达升高的lncRNA进行筛选发现有 4 个 lncRNA（TP53TG1,LINC00115,GAS6-AS1,TERC）与人类疾病,尤其是癌症相关。对最相关前200位lncRNA-mRNA共表达分析显示p53信号通路在低剂量组中是最相关的信号通路。利用Cytoscape软件分析lncRNA-mRNA之间的调控关系,显示一个lncRNA存在多个有正调控和负调控关系的mRNA。进一步lncRNA-mRNA关联分析发现LOC338799等13个lncRNA最有可能参与p53信号通路的调控。综上,lncRNAs在响应UVC诱导的DNA损伤时发生差异表达变化,有可能通过p53信号通路发挥作用,本研究为将来筛选lncRNA作为新的辐射生物剂量计提供了重要的实验依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 长链非编码RNA （lncRNA）的研究背景
•     1.1.1 LncRNA的特点
•     1.1.2 LncRNA的作用机制
•     1.1.3 LncRNA的应用前景
•   1.2 紫外辐射引起DNA损伤的研究现状
•     1.2.1 紫外辐射的特点
•     1.2.2 紫外辐射引起DNA损伤的分子机制
•     1.2.3 紫外辐射相关lncRNA的研究进展
•   1.3 p53信号通路的研究进展
•     1.3.1 p53基因在DNA损伤反应中的作用
•     1.3.2 p53信号通路关键基因作为辐射生物剂量计的研究现状
•     1.3.3 p53与lncRNA之间的调控关系
•   1.4 淋巴细胞在辐射损伤研究中的应用现状
•     1.4.1 外周血淋巴细胞的简介
•     1.4.2 应用淋巴细胞的辐射研究进展
•     1.4.3 CD4细胞的特点与应用前景
•   1.5 前期研究基础
•     1.5.1 UVC引起DNA损伤的最适紫外辐射剂量研究
•     1.5.2 UVC引起DNA急性损伤的检测研究
•     1.5.3 UVC引起DNA慢性损伤的检测研究
•   1.6 本研究的目的及意义
• 2 实验材料和方法
•   2.1 实验材料
•   2.2 实验设备和试剂
•     2.2.1 实验设备
•     2.2.2 实验耗材
•     2.2.3 实验试剂配置方法
•   2.3 实验方法
•     2.3.1 细胞培养
•     2.3.2 UVC辐照处理
•     2.3.3 内源性ROS检测
•     2.3.4 实时荧光定量PCR检测
•     2.3.5 微阵列分析
•     2.3.6 回归分析
•     2.3.7 DAVID数据库分析
•     2.3.8 MetaCore数据库分析
•     2.3.9 LncRNA Disease数据库分析
•     2.3.10 Cytoscape软件分析
•     2.3.11 数据分析
•   2.4 技术路线
• 3 结果与讨论
•   3.1 UVC辐照CD4细胞对内源性ROS产生的影响
•   3.2 UVC辐照CD4细胞对基因表达谱的影响
•     3.2.1 UVC辐照后差异表达基因分析
•     3.2.2 辐射剂量与基因表达变化趋势关系分析
•     3.2.3 部分基因的表达变化验证分析
•     3.2.4 高低剂量下差异表达基因功能与信号通路分析
•     3.2.5 高低剂量下p53介导的基因调控网络分析
•   3.3 UVC辐照CD4细胞对lncRNA表达谱的影响
•     3.3.1 UVC辐照后差异表达lncRNA分析
•     3.3.2 辐射剂量与lncRNA表达趋势变化关系分析
•     3.3.3 与人类疾病有关的lncRNA及表达变化验证分析
•     3.3.4 高低剂量下差异表达lncRNA功能与信号通路分析
•   3.4 UVC辐照CD4细胞后lncRNA-mRNA的关联分析
•     3.4.1 lncRNA-mRNA共表达的热图分析
•     3.4.2 lncRNA-mRNA共表达的调控网络分析
•     3.4.3 p53信号通路相关基因与lncRNA关联分析
•   3.5 讨论
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王嘉

导师: 徐丹

关键词: 损伤,信号通路

来源: 大连海事大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 大连海事大学

分类号: Q691

DOI: 10.26989/d.cnki.gdlhu.2019.001487

总页数: 75

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