規(guī)?；诰蛐∈蟾闻K再生過程中的重要蛋白相互作用及其驗(yàn)證.pdf

1、肝臟是人以及動物體內(nèi)最為重要的內(nèi)臟器官，具有分解糖、貯存糖原；參與蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、激素的代謝；解毒；分泌膽汁；吞噬、防御機(jī)能；制造凝血因子；調(diào)節(jié)血容量及水電解質(zhì)平衡；產(chǎn)生熱量等功能。在胚胎時(shí)期肝臟還有造血功能，是體內(nèi)再生能力最強(qiáng)的器官。肝臟由肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞和非實(shí)質(zhì)細(xì)胞構(gòu)成，人和動物肝臟都具有極強(qiáng)的調(diào)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(shí)具有較強(qiáng)的再生能力，可以通過DNA合成與有絲分裂重建與機(jī)體大小相應(yīng)的肝臟體積，

2、但肝臟如果長期處于有毒物質(zhì)或炎癥等損傷因素下則可能導(dǎo)致肝纖維化、肝硬化等疾病的產(chǎn)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(jī)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(fù)都具有十分重要的意義。在這個(gè)背景之下為了更好的認(rèn)識人類肝臟，人類蛋白質(zhì)組組織(Human Proteome Organization，HUPO)啟動了人類肝臟蛋白組計(jì)劃(Human Liver Proteome Proj

3、ect，HLPP)項(xiàng)目，這是由我國賀福初院士領(lǐng)銜的項(xiàng)目，也是我國在生命科學(xué)領(lǐng)域第一次主持的重大國際協(xié)作計(jì)劃。 人類肝臟蛋白質(zhì)計(jì)劃中一個(gè)重要任務(wù)是認(rèn)識肝臟再生過程中重要蛋白相互作用。蛋白質(zhì)相互作用是一切生命活動的基礎(chǔ)，揭示相互作用規(guī)律是認(rèn)識生命奧秘的必經(jīng)之路。蛋白質(zhì)相互作用不僅僅是正常生理過程中如DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、信號傳導(dǎo)和細(xì)胞調(diào)控的基礎(chǔ)，也是在病理過程中起著重要作用。 酵母雙雜交技術(shù)是目前應(yīng)用于大規(guī)模研究蛋白質(zhì)相互

4、作用最成功的技術(shù)平臺，是現(xiàn)在研究活細(xì)胞體內(nèi)的蛋白質(zhì)相互作用的主要技術(shù)手段之一，同時(shí)可以用于研究蛋白質(zhì)連鎖群和蛋白質(zhì)功能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。通過酵母雙雜交可以檢測一對功能已知的蛋白質(zhì)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(jié)構(gòu)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(zhì)之間相互作用的傳遞途徑等。 生物信息學(xué)是指應(yīng)用信息科學(xué)的理論、方法和技術(shù)，研究生物體系和生物過程中信息的存儲、信息的內(nèi)涵和傳遞，研究生物體細(xì)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(xué)可以研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能，還可以研究蛋白質(zhì)進(jìn)化問題和蛋白質(zhì)相互作用的預(yù)測等。 本論文的研究基于目前研究蛋白質(zhì)相互作用的成果之上，主要有以下兩個(gè)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)模化挖掘及其網(wǎng)絡(luò)的生物信息學(xué)分析：本實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jù)芯片檢測所得數(shù)據(jù)顯示在肝臟修復(fù)的七天周期內(nèi)有若干基因變化，分析這些基因，從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫中手工獲得與這些基因有相互作用的基因，首次構(gòu)建了在肝臟再生過程中重要蛋白相互作用的網(wǎng)絡(luò)圖；然后采用生物信息學(xué)的手段對該蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行分析，我們以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、可信度評價(jià)結(jié)果及大量的文獻(xiàn)調(diào)研為依據(jù)，分別從發(fā)現(xiàn)潛在的信號通路間的交聯(lián)、揭示重要功能蛋白的作用機(jī)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(xiàn)重要蛋白復(fù)合物角度出發(fā)，對得到的相互作用數(shù)據(jù)進(jìn)行了深入的挖掘，并以部分相互作用為例進(jìn)行了詳細(xì)分析，為進(jìn)一步揭示這些相互作用的生物學(xué)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(zhì)相互作用的酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： 從蛋白質(zhì)相互作用的網(wǎng)絡(luò)中挑選5個(gè)重要基因進(jìn)行克隆，在獲得這些基因的同時(shí)也獲得了這些基因?qū)?yīng)的蛋白質(zhì)。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(jìn)行生物信息學(xué)分析，主要是結(jié)構(gòu)域的分析和蛋白質(zhì)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(zhì)是否具有相互作用進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對所產(chǎn)生結(jié)果進(jìn)行分析，并且進(jìn)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(jìn)行了分析，有效利用了肝臟再生過程中基因芯片數(shù)據(jù)，充分利用生物信息學(xué)方法和手段進(jìn)行了肝臟再生過程中重要蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建；隨后用酵母雙雜