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背景: 肝脏是人体的必需器官之一,其再生能力极强。在正常生理状态下,人体中成熟且已经完全分化的肝细胞活化是肝脏再生的主要方式。然而,在各种病理性的严重肝脏损害、以及正常的肝细胞受到各种原因而导致其增殖与分化处于抑制状态的肝部分切除时,肝脏的一种干细胞(肝卵圆细胞)活化与增殖成为再生的主要方式[1][2][3][4]。肝卵圆细胞可能是肝干细胞在某阶段的特殊表现形式,目前对于肝干细胞、肝卵圆细胞、肝祖细胞的界定并未达到共识。肝卵圆细胞在体内分布广泛,终末胆管是肝卵圆细胞的主要分布区域,也就是我们文献中常常叙述的小叶间胆管或Hering管,同时也是门静脉周围处于肝细胞和胆管细胞之间的特殊区域[5][6]。肝卵圆细胞同时具备干细胞多向分化的潜能,肝卵圆细胞可以分化为肝细胞、胆管细胞,同时甚至可以分化胰腺、小肠、神经内分泌等器官的重要细胞[7]。肝卵圆细胞在肝脏许多疾病中发挥着极其重要的作用,比如慢性肝炎、肝硬化、酒精性肝病、遗传性色素沉着症、脂肪肝甚至肝癌,研究中发现肝卵圆细胞的数目决定病程的严重程度和转归[8][9][10][11]。研究肝卵圆细胞活化与增殖的内在机理对于肝脏的发育和胚胎生物学以及各种肝病疾病进程的原因阐述具有重要意义,将肝卵圆细胞进行实验室培养后移植到人体内而对重要肝病如肝纤维化、急性肝坏死等进行治疗或许会成为未来研究的重要方向,调控肝干细胞自我分化和更新的调控失控用于肝细胞癌的治疗,甚至可以用于替换先天性疾病所缺失和突变的基因,为肝脏疾病新的治疗方式提供新的细胞生物学基础。 目的: 1.研究miR-21在大鼠肝卵圆细胞增殖模型中的差异表达; 2.通过生物信息学分析miR-21可能影响肝卵圆细胞增殖的靶蛋白; 3.研究其靶蛋白在大鼠肝卵圆细胞增殖过程中的调控机制。 方法: 1.动物模型:采用经典的2-AAF/PH法诱导动物模型,并同时设立肝卵圆细胞活化组、普通肝切除组,分别与0、6、12、24、72、168小时处死动物采集肝脏标本,普通HE染色后和免疫组化后,光镜下观察卵圆细胞活化状况; 2.miR-21的检测:设计miR-21的引物后,采用Stem-loop RT-PCR和Real-time PCR的方法检测miR-21在卵圆细胞活化组和肝切除组中每个时间点的相对表达; 3.靶蛋白的分析:通过多个miRNA在线数据库,预测miR-21可能的的转录分子和靶基因,从中选取综合评分高,并结合相关文献,我们确立了Smad7作为研究的靶基因之一; 4.靶基因的表达分析:通过Real-time PCR的方法检测Smad7 mRNA在标本中的表达变化,Western Blot法检测Smad7蛋白变化,并分析其可能影响肝卵圆细胞活化的机制。 结果: 1.所建立的动物模型可见肝卵圆细胞:普通HE染色下均可发现肝卵圆细胞分布于肝实质和汇管区之间,肝卵圆细胞体积较小,核呈卵圆形,胞浆弱嗜酸性。在本模型中,肝卵圆细胞于第三日开始出现,第七日活化最明显。免疫组化染色结果显示,肝卵圆细胞胞浆卵圆细胞标记6抗体染色阳性。在对照组中未见肝卵圆细胞生长; 2.Real-time PCR检测miR-21的表达:miR-21在肝卵圆细胞活化组中12h开始升高,在24h达到峰值,随后开始降低,168h表达再次升高。肝切除组中,miR-21的表达于6h开始升高,24h后开始下降并基本恢复原水平。实验组和对照组相同时间点对比,实验组于6h表达降低,在24h和168h表达增高; 3.在线数据库预测:miR-21的靶基因可能为Wwp1、Smad7、Pbrm1等,从中选取Smad7为我们的研究对象之一; 4.靶基因和靶蛋白的表达:Western Blot法检测两组Smad7蛋白,Smad7在肝切除组中6h开始降低,于24h达到最低点后开始升高,逐渐恢复原表达水平;在肝卵圆细胞活化组中,Smad7蛋白在6h升高,随后下降,168h达到最低。对于Smad7 mRNA的检测,肝切除组中6h略下降,后开始升高,在24h达到峰值后逐渐下降恢复原水平。肝卵圆细胞活化组中,在6h升高后至24小时达到峰值,随后开始降低,于168h表达又略有升高。Smad7蛋白表达和miR-21表达趋势基本呈负相关,Smad7 mRNA表达量与miR-21表达趋势基本一致,与Smad7蛋白表达结果趋势相反。 结论: 1.2-AAF/PH法诱导动物模型能够成功诱导大鼠肝卵圆细胞活化。 2.证实了miR-21在肝卵圆细胞活化与增殖过程中起重要作用,Smad7作为miR-21的靶基因可能通过其所在的信号通路参与这一过程。