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目的:在日常生活及暴力性案件中骨骼肌极易受到损伤,涉及不同损伤程度下骨骼肌损伤时间推断问题仍悬而未决,同时骨骼肌损伤修复再生机制也仍不明确。因此,本研究通过微阵列检测技术结合生物信息分析探究大鼠不同程度骨骼肌损伤后转录水平的分子变化,旨在1.分层筛选出适用于损伤程度评估和损伤时间推断的生物标记物,以期提高损伤时间推断的准确性;2.分析不同程度骨骼肌损伤后转录动力学变化规律以及共同生物学过程,初步探索骨骼肌损伤修复再生中潜在机制,并挖掘骨骼肌损伤修复过程中的关键基因;3.进一步从细胞分子水平,研究关键基因在骨骼肌再生中的作用。方法:1.骨骼肌挫伤动物模型及微阵列差异基因获取:33只成年雄性Sprague-Dawley大鼠,随机分为正常对照组（3只）、轻度挫伤组（15只）和重度挫伤组（15只）。轻度挫伤组和重度挫伤组分别包括损伤后1h、3h、24h、48h及168h组,每组3只。500g重力锤分别从15cm、50cm高度打击大鼠右后肢肌群,建立大鼠不同程度骨骼肌挫伤模型。采用微阵列芯片技术对不同程度损伤骨骼肌进行转录分子检测,并筛选出差异表达基因。2.损伤程度及损伤时间推断相关指标筛选:（1）基于不同程度挫伤组特有基因,利用PCA和Lasso回归选取在两挫伤组中差异表达较大的基因用于损伤程度评估。（2）利用“time course”R包分别对轻度与重度挫伤组时间相关基因分析,基于多变量贝叶斯模型获得损伤后随时间变化较大基因,并对其进行排序。（3）对筛选基因进行了基因本体（GO）及京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路的功能富集分析,并通过q PCR对数据的可靠性进行验证。最后使用Fisher判别模型对所筛选的基因在损伤程度区分和损伤时间推断中的应用效果进行评估。3.骨骼肌损伤修复动力学分析和关键基因筛选:（1）采用PCA和通过计算轻度与重度挫伤组中每两损伤时间组共表达基因来比较两不同挫伤组基因的表达差异。（2）使用无监督层次聚类分析（HCL）及加权基因共表达网络分析（WGCNA）对轻度与重度挫伤组中1620个共表达基因进行分析,并筛选出时序性Cluster和时间相关模块。（3）对时间相关模块和时序性Cluster中基因进行表达模式分析及GO和KEGG功能分析,并构建PPI（Protein–protein interaction）网络。（4）为进一步寻找在骨骼肌损伤修复过程中的关键保守基因,筛选了在不同损伤程度两挫伤组微阵列数据中所有时间点均差异表达的基因。4.关键基因在骨骼肌肌卫星细胞再生中作用探究:（1）采用q PCR检测关键基因在C2C12成肌细胞肌源性分化过程中的表达变化。（2）通过的慢病毒感染获得了关键基因过表达稳转C2C12成肌细胞。（3）通过划痕实验探究关键基因对C2C12成肌细胞迁移的影响。（4）采用q PCR检测关键基因过表达后在C2C12成肌细胞肌源性分化过程中Myf5、Myo D、Myo G及Myh3 m RNA的表达变化。结果:1.通过对微阵列数据分析,分别在轻度和重度挫伤组中获得了2844个和2298个差异基因,不同程度挫伤组共有1620个相同的差异基因,1902个特有表达基因其中有1224个基因仅在轻度挫伤组差异表达,678个基因仅在重度挫伤组差异表达。2.（1）基于PCA和Lasso回归分析筛选了在轻度与重度挫伤组中表达差异较大的15个关键基因用于损伤程度区分,且Fisher判别内部交叉验证准确率达90.9%。（2）利用时间序列分析分别选取在轻度和重度挫伤组损伤后随时间变化大的Top60基因作为损伤时间推断的生物标记物,GO及KEGG结果显示所筛基因主要与炎症反应和细胞增殖相关,Fisher判别结果显示轻度挫伤组中准确率为94%,重度挫伤组中准确率为100%。（3）q PCR验证结果与微阵列数据基本相符。3.（1）通过比较两不同挫伤组差异表达基因,发现在不同程度骨骼肌损伤修复过程中存在共同的调控机制,尤其在损伤后早期（48h内）的应激阶段和炎症阶段。（2）从两挫伤组共表达的1620个基因的表达变化及功能富集结果来看,层次聚类Clusters和WGCNA分析中相应模块的结果基本相符,揭示了不同程度骨骼肌损伤后相似的规律性变化过程。（3）骨骼肌不同程度损伤后24-48h,有大量代谢相关基因被下调,其中氧化磷酸化通路基因下调最为显著,这可能与线粒体受损及在损伤24-48h炎症反应引起大量活性氧（ROS）产生相关。（4）基于微阵列数据进一步分析,发现Serpine1可能是不同程度骨骼肌损伤修复过程中的关键基因。4.（1）q PCR结果显示Serpine1在卫星细胞肌源性分化过程中表达呈下降趋势,在成肌分化3d后下降最为明显,这种下降趋势一直持续到肌源分化9d。（2）划痕实验结果显示,Serpine1过表达（OE）组愈合比率低于对照（Ctrl）组,表明在Serpine1过表达后抑制了C2C12细胞的迁移。（3）肌源性分化3d,Myf5与Myo D在Serpine1（OE）组的表达显著高于Ctrl组;肌源性分化5d,Myf5及Myo D在Serpine1（OE）组的表达显著低于Ctrl组。肌源性分化3d与5d,Myo G和Myh3在Serpine1（OE）组的表达均明显高于Ctrl组。结论:1.分层筛选了损伤程度评估及损伤时间推断的生物标记物,为涉及损伤程度的骨骼肌损伤时间推断指标体系的建立奠定了基础,也为法医实际中复杂问题化繁为简提供了新的思路。2.探究了不同程度骨骼肌损伤后的转录动力学特征,揭示了不同程度骨骼肌损伤修复再生过程中共同生物学过程及关键调控网络,为后续进一步探索骨骼肌修复再生机制研究提供了方向。3.关键基因Serpine1过表达抑制了C2C12细胞的迁移,促进了C2C12细胞的肌源性分化,再次证明其在骨骼肌修复再生中发挥着重要作用。