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哮喘是一种慢性气道炎症性疾病,由于其发病原因的复杂性,目前仍不是十分清楚它的发病机制。哮喘患者的气管平滑肌会发生大量的增殖,从而导致气道狭窄。了解哮喘发生时气管平滑肌增殖的原因也是了解哮喘的途径之一。本文主要是研究在急性与慢性哮喘模型小鼠与其相应正常小鼠的气管平滑肌组织中的转录组学差异,从中发现与急慢性哮喘有关的基因。同时检测KDM2A基因在急性、慢性哮喘小鼠气管平滑肌组织中RNA和蛋白的表达情况,并通过改良的组织块贴壁法建立气管平滑肌的原代细胞。 本研究主要内容包括:⑴分离急性与慢性哮喘模型小鼠与其相应对照小鼠的气管平滑肌组织,用于RNA-Seq测速分析,然后在筛选出急性与慢性哮喘模型小鼠中的差异表达基因之后,应用生物信息学方法,包括GO功能显著性富集分析、KEGG信号通路网络分析与Pathway显著性富集分析等详细深入的分析方法,对这些筛选出的差异表达基因进行功能、细胞组分分布与所述信号通路的分类。最终确定与急性与慢性哮喘有关的预警基因。其次,通过Real-time PCR及Western blotting检测KDM2A基因在急性、慢性小鼠气管平滑肌组织中RNA及蛋白质的表达。在这同时,还进行了急性、慢性小鼠肺组织的切片、HE染色及免疫组化。最后,运用改良后的组织块贴壁法建立了气管平滑肌的原代细胞,并用MTT法测量了气管平滑肌原代细胞的生长曲线。⑵在RNA-Seq测序分析中,急性哮喘模型小鼠与急性对照小鼠对比共筛选出相关候选基因2429个,其中上调基因1635个,下调基因794个;通过对慢性哮喘模型小鼠和慢性对照小鼠的基因进行对比,筛选出相关候选基因13537个,其中上调基因6681个,下调基因6856个。这些基因分别分布在细胞膜、内质网、外泌体和着丝粒上。另外分子生物学实验也证明KDM2A在急性与慢性哮喘平滑肌中的表达含量要比正常组小鼠要低,而且慢性哮喘组的小鼠比急性哮喘组的小鼠还要低。使用组织块贴壁法所培养出的原代培养气管平滑肌细胞,3天后细胞就可爬出,一周内即可传代。经纯化后,可以得到纯度较高的气管平滑肌原代细胞,且细胞的生长状况良好。⑶根据测序所得的分析结果,可以得知相对于正常小鼠,急性与慢性哮喘小鼠气管平滑肌中有许多基因是有差异表达的。而且慢性哮喘小鼠中的差异表达基因更多一些。分子生物学实验表明KDM2A可能是在小鼠气管平滑肌细胞中起到降低细胞增殖速率的作用,在急性与慢性哮喘小鼠的气管平滑肌当中,正是由于KDM2A表达量的降低才导致了气管平滑肌细胞的过度增殖,才导致气管平滑肌的过度增殖、气道的狭窄与气道重塑。改良后的组织块贴壁法可以在短时间内、快速、有效的得到大量的气管平滑肌原代细胞,并且细胞状态良好。这就为所有以气管平滑肌细胞为实验材料的实验提供了优秀的实验方案。