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耳鸣的发生机制目前尚不清楚,而水杨酸钠动物模型是研究耳鸣的基础。本文应用基因芯片技术研究水杨酸钠耳毒性作用的分子机制,从而为耳鸣的发生机制提供更进一步的实验依据。本文包括三个部分。 第一部分 目的 探讨提取正常大鼠,长期水杨酸钠注射和单次注射的大鼠耳蜗总RNA的方法并测算其产量,为进一步研究提供实验数据。方法 首先剥离耳蜗,再在显微镜下去掉骨质外壳,将其内容物匀浆,接着用TRIzol(Life Technologies公司)和RNeasy法(Qiagen公司)抽提总RNA,用分光光度法测算总RNA产量和纯度,并取一部分进行琼脂糖电泳检验RNA有无降解。结果10只正常组大鼠耳蜗得到7.82μg总RNA,12只长期水杨酸钠注射大鼠耳蜗得到4.82μg总RNA,10只单次水杨酸钠注射大鼠耳蜗得到4.23μg总RNA,3组平均产量不同,A260/A280值分别为2.05、2.08和2.12提示RNA纯度高,电泳结果提示总RNA无降解。结论1.两种方法合用提取总RNA的质量高,满足后续实验要求。2.长期及单次水杨酸钠注射的耳蜗总RNA较正常的耳蜗产量上有改变,可进一步利用基因表达谱技术研究具体基因表达变化。 第二部分 目的 运用寡核苷酸基因芯片技术分析水杨酸钠致大鼠耳蜗基因表达谱的改变。方法 联用TRIzol和RNA纯化柱从正常大鼠和水杨酸钠注射后的大鼠耳蜗内容物提取总RNA,逆转录为cDNA,再体外转录为cRNA,同时进行生物素标记,将cRNA片段化后作为探针与含有8800多个基因和表达序列标签(EST)的寡核苷酸基因芯片杂交扫描,用Affymetrix Microarray Suite Software 5.0分析处理扫描结果。结果 正常大鼠和单次水杨酸钠注射后的大鼠耳蜗基因表达谱结果表明,表达上调2倍以上的基因和EST有42个,下调2倍以上的有59个。正常大鼠和长期水杨酸钠注射后的大鼠耳蜗基因表达谱结果表明,表达上调2倍以上的基因和EST有53个,下调2倍以上的有42个。这些基因涉及基因转录调控、信号转导、离子通道、突触蛋白、钙结合蛋白、氧化还原反应等。结论 实验中水杨酸钠导致耳蜗各种离子通道和突触蛋白基因表达的改变,可能有助于解释水杨酸钠所致的耳聋和耳鸣作用机制,此外其它基因表达的改变亦有助于解释水杨酸钠广泛的药理作用。 第三部分 目的 运用基因芯片技术和自组织映射(SOM)聚类分析,研究急慢性水杨酸钠注射后大鼠耳蜗电生理不同变化可能的分子机制。方法在三种情况的耳蜗基因表达谱中,对有变化的基因进行自组织映射聚类分析,分析结果与不同电生理变化进行类比,最后利用标准基因词汇体系(GO)对类比结果中的基因进行电子注释。结果聚类分析得到6类不同表达特性的基因,其中聚类3和聚类4符合我们的类比条件,GO分析分别得到46和30个基因,涉及细胞信号传递、细胞活动、代谢、免疫反应和神经髓鞘形成等,这些基因可能与电生理变化有关。结论运用基因芯片技术和自组织映射聚类分析研究水杨酸钠注射引起电生理变化相关基因,可能为理解电生理变化机制提供新的思路。 总之,本研究结果说明水杨酸钠对耳蜗总RNA质量有影响。基因芯片结果提示水杨酸钠耳毒性可能主要通过影响耳蜗离子通道发挥作用,水杨酸钠其它药物效应的基因靶点。