缺血再灌注脊髓损伤不同时序变化转录组学与表达调控网络构建的生物信息学分析

This issue based on the previous studies and took Transcriptome change in different stages of spinal cord injury (I/R) ischemia-reperfusion as the starting point will adopt Transcriptome analysis method to study the dynamic evolution of multiple genes,multi-path changes and the interaction between a comparative study of the message in different stages I/R and hope to systematically reveal the dynamic changes in the nature of I/R spinal cord development.This study integrated whole-genome expression chips and miRNA expression chips and other methods to analysis different between I/R spinal cord injury and normal matching samples in 12 to 24 h temporal changes,and then to analysis differentially expressed spectrum of miRNA according to the time series of evolution of I/R.Comprehensive use bioinformatics method to analysis miRNA-mRNA gene expression regulation relationships at the level of transcription,the results will provide important evidence to clarify the dynamic I/R transcriptome variation with important theoretical and practical significance.

本课题将以“缺血再灌注（I/R）脊髓损伤后蛋白质不同时序变化特点为切入点”，基于以往研究的基础上拟采用转录组学分析方法，对其阶段I/R动态演进过程中涉及到的多基因、多通路的变化及其相互作用关系进行比较研究，希翼能够系统地揭示I/R脊髓发生发展的动态变化本质。本研究整合全基因组表达芯片和miRNA表达芯片等方法，对12-24h时序变化I/R脊髓损伤与正常配对样本进行差异基因分析，按照I/R演进的时间序列分析miRNA差异表达谱。综合采用生物信息学方法，分析转录水平的miRNA-mRNA的蛋白基因表达关系，研究结果将对于阐明I/R动态转录组学变化规律提供重要证据，具有重要的理论价值和现实意义。

脊髓缺血再灌注损伤所发生的延迟性神经功能障碍是神经科学领域中的常见并发症，因此受到临床的广泛重视。由于其损伤后瞬时启动的内源性损伤系统参与了病理级联反应的全过程，因此原始“经典”的静态实验方法难以很好的诠释其动态演进过程，故其损伤机制至今尚未完全阐明。本研究首先通过构建脊髓缺血再灌注损伤动物模型并进行动物模型的神经行为学系统评估，观察到了脊髓缺血再灌注损伤不同时序点大体变化情况和相应损伤节段脊髓的病理变化特点。由于转录组高度动态的，即同一细胞在不同的时期和不同的环境中其基因表达情况具有明显差异，当细胞处在不同的生理或病理变化过程时，相关的基因的转录表达情况会随之发生明显的变化；同时其变化不仅是基因组遗传信息的集中体现，还是蛋白质翻译影响生物表型形成的前奏。因此，进一步以“脊髓缺血再灌注损伤不同时序转录组学变化”为切入点，创新性的整合了全基因组表达谱芯片技术，运用Two-Class Dif双重比较检验方法筛选出了各时序损伤脊髓组织的主要差异表达基因，通过各时序差异表达基因所涉及的前10项显著性GO和Pathway分析，更加深入的了解不同时序关键基因在损伤过程中的作用和信号传导通路的调控机理；同时亦采用了STC显著性模式分析的方法，获得了差异表达的mRNA的动态表达模式及其显著性，清晰的明确了脊髓缺血再灌注损伤中转录组学动态演进的变化规律。上述发现及所获得的结果均成为今后揭示脊髓缺血再灌注损伤机制的重要研究战略，进而为探索临床治疗提供了原创性的重要理论。