基于rna-seq技术的尼古丁影响下大鼠大脑中的基因表达研究

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1、万方数据分类号：R318密级：学位类别：科学学位团专业学位口。学校代码：1062学号：2011602046学科门类：工学又坪眚科鼻等TIANJlN■EOlCALUNlVE黯11广Y硕士学位论文MASTER’SDISSERTATIoN论文题目：基于RNA．Seq技术的尼古丁影响下大鼠大脑中的基因表达研究TITLEAnalysisoftheGeneExpressionofRatBrainAffectedbyNicotinethroughRNA-Seq一级学科：生物医学工程二级学科：论文作者：张莉华指导教师：王举教授天津医科大学研究生院二。一四年五月万方数据学位论文原创性声

2、明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下独立进行研究工作取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容和致谢的地方外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：舀牝日期湖I睁妨b日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津医科大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文，并编入有关数据库。保密口，在

3、——年解密后适用本授权书。本论文属于不保密臣了。(请在相对应的方框内打“√”)学位论文作者签名：导师签名：日期：bI毕年明b日日期：bl如年观口日万方数据天津医科大学硕士学位论文中文摘要研究目的：利用RNA测序(RNAsequencing，RNA．Seq)技术，研究HIV-1转基因大鼠及经过尼古丁处理的F344大鼠在前额叶皮质(prefrontalcortex，PFC)、纹状体(dorsalstriatum，STR)和海马体(dorsalhippocampus，HIP)三个大脑区域中的基因表达，并考察尼古丁对HIV-1转基因大鼠三个大脑区域的基因表达的影响。研究方法：

4、1．24只雄性成年HIV-1转基因大鼠和24只雄性成年对照品系F344大鼠分别随机分为处理组和对照组，每组12只，分别注射尼古丁水溶液或生理盐水17天，共分为四组，分别是F344盐水对照组、F344尼古丁处理组、HIV-1Tg盐水对照组和HIV-1Tg尼古丁处理组。2．药物处理结束后，从每只大鼠大脑采集PFC、STR和HIP组织。然后采用RNA．Seq技术对48只大鼠大脑PFC、STR和HIP区域的mRNA进行测序，测出的读段利用Bowtie、Tophat及Cuffiinks等生物信息学工具比对到参考基因组上并测量转录子表达水平。3．采用RPKM方法估计基因表达水平，

5、并以FPKM值为对象，利用r检验一方面确定在F344尼古丁处理组和F344盐水对照组发生显著变化的基因，另一方面确定在HIV-1Tg盐水对照组和F344盐水对照组发生显著变化的基因。另外利用方差分析考察品系(HIV．1转基因大鼠VSF344大鼠)与处理效应(尼古丁VS盐水)之间的交互作用，并进一步利用’，检验考察尼古丁处理对于HIV-1转基因大鼠的基因表达的影响。基于筛选出的差异表达基因，利用Onto．Express确定差异表达基因所富集的GeneOmology分类，并利用IPA确定差异表达基因所参与的生物学通路。研究结果；1．通过分析每个转录子在F344盐水对照组和

6、F344尼古丁处理组的表达水平，确定了PFC、STR和HIP区域在尼古丁影响下的表达水平显著变化的基因分别有50、50和383个。在这些基因中，与多个GO富集分类如离子传输、转录调控及信号转导等以及IPA通路如蛋白激酶A信号通路、ERK／MAPK信号通路、突触长时程增强及线粒体功能障碍等相关的基因显著富集。万方数据天津医科大学硕士学位论文2．通过分析每个转录子在F344盐水对照组和HIV-1Tg盐水对照组的表达水平，确定了HIV-1转基因大鼠中在PFC、STR和HIP区域表达水平显著变化的基因分别有245、385和139个。在这些基因中，与多个GO富集分类如免疫反应、

7、转录调控、离子运输、神经递质代谢及DNA损伤应答等以及IPA通路如多巴胺受体信号通路、Wnt／p．连环蛋白信号通路、靶细胞凋亡、干扰素信号通路及LX刚RXR通路等相关的基因均显著富集。3．通过对F344盐水对照组、F344尼古丁处理组、HIV-1Tg盐水对照组和HIV-1Tg尼古丁处理组这四组实验数据进行方差分析，确定了品系和处理效应之间存在交互作用。通过比较每个转录子在F344盐水对照组和HIV-1Tg盐水对照组以及HIV-1Tg盐水对照组和HIV-1Tg尼古丁处理组的表达水平，确定了在HIV-1转基因大鼠的PFC、STR和HIP区域中差异表达同时