亚低温脑保护基因芯片数据的生物信息学挖掘和枢纽基因功能研究

创伤性脑损伤(TBI)后继发性损伤可导致大量神经细胞损伤和死亡，是TBI高死残率的重要病理基础，而众多“针对性”的临床药物干预研究都未能发现有效的神经保护药物。与此同时，亚低温的神经保护作用却在基础研究和临床实践中均得到广泛证实，但其作用机制尚不明确。本课题基于前期实验发现，运用基因芯片和生物信息学技术，以mRNA和MicroRNA基因芯片表达谱的改变为重点，结合特定基因的表达特征，开展了亚低温对TBI后大鼠海马基因表达量、类别、信号途径、调控网络的立体探索。研究对首次筛选出的133个TBI大鼠海马亚低温治疗后即早差异表达基因（mRNA水平）进行了功能聚类和信号通路分析，明确了“突触形成和发生”、 “突触传递”等在亚低温神经保护中的特殊重要作用；确定出Ank3、Cmbp、Nrxn、Tgm2和Fcgr3等关键枢纽基因。同时，“面”和“点”的研究相结合，观察到TBI后Nav1.3的mRNA和蛋白水平在海马神经元表达明显升高，并与伤情相关。生物信息学的快速发展，继而把课题研究推进到MicroRNA表达谱的检测和分析水平。目前通过构建MicroRNA-mRNA功能网络、MicroRNA-GO功能网络，绘制基因作用关系网络图（Signal-Net），进而从亚低温对TBI保护作用分子机制的立体调控层面，聚焦出最为关键的调控途径和分子，为TBI后神经保护研究提供新的思路和科学依据，为有效开发脑保护药物和技术，提供真正“针对性”的切入点。