论文部分内容阅读
目的:本实验从生物信息学角度分析,基于GEO数据库筛选脑梗死大鼠血清生物标志物,并通过动物实验探讨活血荣络方对MCAO再灌注损伤大鼠血清BDNF、b FGF的影响。方法:第一部分,基于GEO数据库筛选脑梗死大鼠血清生物标志物:(1)利用GEO数据库下载GSE119121大鼠血液芯片,采用R语言分析得到差异基因。(2)利用String功能蛋白关联数据库,进行脑梗死差异基因蛋白共表达网络(PPI)构建及聚焦,利用Degree、Closeness、Betweenness算法拓扑分析。(3)利用Web Gestalt、DAVID数据库,进行脑梗死差异基因的GO功能富集和KEGG通路富集。第二部分,探讨活血荣络方对MCAO再灌注损伤大鼠血清BDNF、b FGF的影响:将120只SD雄性大鼠随机分成4组:假手术组(sham组,n=30)、模型组(MCAO组,n=30)、活血荣络方组(MCAO+活血荣络方组,n=30)、丁苯酞组(MCAO+丁苯酞组,n=30),每组分为3d、7d、14d三个亚组,每个亚组10只大鼠。制备MCAO再灌注损伤模型,术后进行神经功能缺损评分筛选。麻醉清醒后6小时首次灌胃(1m L/100g)。再灌注后3d、7d、14d,进行神经功能缺损评分;再灌注后7d,HE染色观察脑组织病理改变;再灌注后3d、7d、14d,ELISA试剂盒检测血清b FGF、BDNF的表达。结果:第一部分,基于GEO数据库筛选脑梗死大鼠血清生物标志物:(1)检索GEO数据库GSE119121大鼠血液芯片,利用R语言筛选出271个差异基因,其中102个基因表达下调,169个基因表达上调(包括BDNF、b FGF)。(2)利用String数据库及Cytoscape软件进行差异基因蛋白PPI构建及聚焦,进行Degree、Betweenness、Closeness算法拓扑分析。(3)利用Web Gestalt数据库对271个差异基因进行GO功能富集分析;利用DAVID数据库对271个差异基因进行KEGG信号通路富集分析,发现主要富集在造血细胞谱系、细胞因子与细胞因子受体的相互作用、原发性免疫缺陷、MAPK信号通路等。第二部分,探讨活血荣络方对MCAO再灌注损伤大鼠血清BDNF、b FGF的影响:(1)神经功能缺损评分结果:假手术组无神经功能缺损;与模型组相比,活血荣络方组和丁苯酞组再灌注后3d、7d、14d的神经功能缺损评分显著降低(P<0.01)。(2)HE染色结果:光镜下可见(×400),假手术组:大鼠缺血侧大脑皮层神经细胞形态正常,排列整齐致密,细胞呈圆形或椭圆形,未见明显肿胀;模型组:大鼠缺血侧大脑皮层神经细胞大量变性坏死、萎缩,细胞排列紊乱,细胞空泡化明显,细胞核与细胞质界限不清晰,胞核破碎或消失;与模型组相比,活血荣络方组及丁苯酞组均可不同程度的改善缺血侧大脑皮层神经元形态,神经细胞可见少许空泡样改变,排列尚整齐,周围间质损伤较轻。(3)血清BDNF、b FGF表达结果:与假手术组相比,模型组、活血荣络方组及丁苯酞组再灌注后3d、7d、14d,血清BDNF、b FGF含量显著增加(P<0.01);与模型组相比,活血荣络方组及丁苯酞组再灌注后3d、7d、14d,血清BDNF、b FGF含量显著降低(P<0.01)。结论:第一部分,利用生物信息学分析GEO数据库原始基因芯片数据,能有效筛选脑梗死大鼠血清生物标志物,揭示了脑梗死的可能发病机制,提示与多靶点、多信号通路相关,为今后临床研究提供了新思路。第二部分,动物实验研究发现,BDNF、b FGF在MCAO再灌注损伤大鼠血清中表达上调,与利用生物信息学分析得到的数据结果相符;活血荣络方能促进脑缺血再灌注损伤大鼠神经功能恢复,减轻脑组织病理损害,下调血清BDNF、b FGF的表达,推测其作用机制可能与促BBB的修复有关。