蚕豆对小鼠肝细胞基因表达谱及其体内氧化应激状态的影响

本课题以小鼠为模型，应用数字化全基因组表达谱分析、定量PCR等技术分析蚕豆胁迫下小鼠肝脏细胞基因表达谱的变化，并应用生物化学的方法分析小鼠体内氧化应激状态和抗氧化能力的变化，研究蚕豆胁迫下小鼠肝细胞基因谱的变化及其与氧化应激和抗氧化能力变化的关系，从蚕豆在肝内代谢的角度寻找与蚕豆病的发病以及其个体差异相关的基因靶点，研究结果将为进一步在人类中寻找和鉴定与蚕豆病发病的相关基因以及蚕豆病个体差异的遗传背景奠定基础,有望阐述蚕豆在肝内的代谢转变与肝内氧化应激的关系，为深入研究肝内活性氧(ROS)的产生及其与蚕豆病发病的关系提供有价值的线索，对于阐明G6PD缺乏症以及蚕豆病溶血的分子机制以及蚕豆病的防治具有非常重要的意义。同时，本研究也可为了解食物与基因组的相互影响以及食物代谢的个体差异提供初步的科学依据，可为食品的安全性评估以及指导合理的个性化膳食的提供参考。

G6PD缺乏症是世界上最常见的单基因遗传病之一，临床上主要表现为慢性非球形细胞溶血性贫血、蚕豆病、新生儿黄疸以及食物、药物或感染诱发的溶血性贫血等，其分子基础是G6PD基因突变。G6PD缺乏症患者对蚕豆的反应性存在明显的个体差异，即蚕豆病的表现存在多样性，目前对G6PD缺乏症个体对蚕豆反应的多样性还没有得到合理的解释，其发生机制仍是有待解决的问题和目前研究的热点。.本课题以小鼠为模型，应用数字化全基因组表达谱分析、定量PCR等技术分析蚕豆胁迫下小鼠肝脏细胞基因表达谱的变化，并应用生物化学的方法分析小鼠体内氧化应激状态和抗氧化能力的变化，研究蚕豆胁迫下小鼠肝细胞基因谱的变化及其与氧化应激和抗氧化能力变化的关系，结果发现：(1) 喂食蚕豆可以导致C3H小鼠及G6PD缺乏型小鼠体内活性氧升高，说明蚕豆在G6PD正常鼠和缺乏鼠体内小均能诱发氧化应激反应；（2）数字化全基因组表达谱分析发现，野生型小鼠C3H摄入蚕豆后，29个基因表达下调，24个表达上调，上调基因包括：Fabp5, Sc4mol, Neat1等基因，下调基因包括：Fabp5, Fabp2, Egfr, Mup9等基因）。G6PD缺乏型小鼠摄入蚕豆后，161个基因表达下调，78个表达上调(上调基因包括：Fgl1, Apcs, Mt1, Mt2等基因。下调基因包括：Car3, Scd1, Cyp2c29, Cyp1a2等基因。G6PD缺乏型小鼠导致上调表达的基因有61个，下调表达的基因有69个，上调基因包括：Ifi27l1, Iigp1, Cfhr2, Upp2, Mup21等基因。下调基因包括：Cyp2c38, Cyp4a32, Cyp39a1, Cyp2b9, Cyp2c39, Cyp4a10, Cyp2c37等基因）。值得关注的是肝脏P450系列基因在转录水平上发生了改变，提示P450系列基因可能与蚕豆代谢相关，（3）相关信号通路的基因表达变化：脂肪合成，不饱和脂肪酸合成及脂肪细胞因子信号转导通路方面发生了改变。另外，在核苷酸代谢中的嘧啶代谢通路也可能发生改变。（4）定量PCR验证实验：QRT-PCR检测氧化应激相关基因CAT, SOD, PRDX等基因的表达情况，结果与转录组基本一致。