急性运动对PBMC基因表达谱的影响及生物信息学分析

论文摘要

研究目的:为探索急性运动对人类外周血单核基因表达的干预特征,确认差异基因蛋白-蛋白交互作用,从而深入探讨急性运动对男性健康人群PBMC基因分子网络改变情况及其可能涉及的分子生物学功能,为运动免疫的深入研究提供一定的理论参考依据。研究方法:在NCBIGEO数据库（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo）检索主题词"（exercise）or（sport）or（training）"and"monocyte"and"gene expresssion",经筛选发现GSE51835数据集符合本次研究目的。使用R 3.5.2软件limma包对GSE51835数据集进行数据差异分析,芯片数据经过标准化与log2转换。在差异分析中,认为差异倍数的绝对值大于1.5倍,P<0.05的基因有研究意义。通过DAVID（theDa-tabasefor Annotation,Visualization and In-tegrated Discovery,https://david.ncifcrf.gov/）数据库对GSE51835数据集进行差异基因分析（Gene Ontol-ogy,GO）和KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genesand Genomes）信号通路分析,将差异基因录入Genclip 2.0获得差异基因聚类图和KEGG信号通路分析结果,P<0.05表示差异有统计学意义。将筛选出的差异明显基因列表上传至NetworkAnalyst在线软件,根据分析结果适当调节可信度和附加节点参数,分析差异基因所编码的蛋白质之间的相互作用联系图,找出图谱中关键节点的蛋白质。Degree值代表节点的大小,即网络中某一基因与周围基因的关系数量,degree值越大,代表与其存在相互作用关系的基因越多。研究设计包含24例受试者,均为健康男性（22-30岁）,属于随机对照研究,分为对照组及运动组,每组包含12例受试者。12名受试者进行了每组2min共计10组的功率自行车训练,每组间隔1min,运动强度约为82%VO2max。在运动前和运动后即刻采集受试者血样,使用负磁细胞分离法（人类Miltenyi Biotec单核细胞分离试剂盒II（130-091-153）和Automacs?Pro分离器）从PBMC中分离单核细胞;使用Trizol?提取受试者PBMC单核细胞总RNA;使用包含T7启动子序列的Oligo-dT引物,从250ng分离的总RNA中合成c DNA第一链;在制备互补的第二链后,使用T7 RNA聚合酶将双链c DNA用于从体外转录（IVT）产生生物素标记的c RNA;按照Affymetrix GeneChip IVT 3'IVT Express Kit User Manual方案将15ug生物素标记的c RNA片段化至100碱基平均链长（范围35-200个碱基）;将10ug片段化的靶c RNA在45℃下旋转16小时（Affymetrix GeneChip?Hybridization Oven 640）杂交至Affymetrix U133 plus 2阵列;洗涤GeneChip?阵列,然后在Affymetrix Fluidics Station450上染色;使用GeneChip?Scanner30007G及CommandConsoleSoftwarev3.2.3扫描目标序列。研究结果:在对照组和运动组间共鉴定出82例差异基因,包括69例上调基因和13例下调基因。通过DAVID6.7数据库对82个差异基因的功能进行GO分析,结果表明这些差异基因的主要功能集中在细胞信号转导、免疫反应、防御反应、细胞凋亡调控及细胞程序性死亡等。这些功能很好地解释了PBMC在急性运动下基因功能的改变。通过DAVID数据库对82个差异基因进行KEGG分析。结果发现,通路主要富集在NK细胞介导的细胞毒性通路,冬氨酸代谢通路,VEGF信号通路,TNF信号通路,细胞因子受体通路,C型凝集素受体信号通路,抗原处理和呈现信号通路,花生四烯酸代谢信号通路和IL-17信号通路等,见表3。KEGG结果显示,有3个基因（XCL-1、XCL-2、P2RY10）富集在TNF信号通路上,该通路是研究运动状态PBUC单核细胞基因变化的一条经典通路,并与其他通路有交互作用。为了解这3个基因之间相互作用的情况,运用Genclip2.0平台进行基因功能网络分析,发现短时急性运动条件下TNF、TNFAIP3、SOCS3及CXCR4这4个基因间相互作用,通过抗原呈递,细胞迁移,细胞免疫,细胞黏附和细胞凋亡来影响运动免疫调控过程。Q16778（HIST2H2BE,Degree=94）、P01375（TNF,Degree=92）、P21580（TNFAIP3,Degree=69）、O14543（SOCS3,Degree=69）、P61073（CXCR4,Degree=58）、P07947（YES1,Degree=56）、Q00005（PPP2R2B,Degree=51）、P35354（PTGS2,Degree=39）、P69905（HBA1,Degree=34）及P0CG48（UBC,Degree=30）等基因Degree值较大。研究结论:本次研究揭示了HIST2H2BE、TNF、TNFAIP3、SOCS3及CXCR4基因的交互作用,研究结果认为HIST2H2BE发挥急性运动后单核细胞免疫功能的主体作用。急性运动通过调控HIST2H2BE、TNF、TNFAIP3、SOCS3及CXCR4基因的表达,从而表现为适度运动后的免疫功能增强。

论文目录

文章来源

类型: 国内会议

作者: 孔海军,高可丽,袁秋宝,王凤华,赵亚莉

关键词: 急性运动,基因表达,生物信息学分析

来源: 第十一届全国体育科学大会 2019-11-01

年度: 2019

分类: 基础科学,社会科学Ⅱ辑

专业: 生物学,体育

单位: 喀什大学体育学院新疆师范大学体育学院

分类号: G804.2

DOI: 10.26914/c.cnkihy.2019.032340

页码: 7400-7402

总页数: 3

文件大小: 1628k

下载量: 10

相关论文文献

• [1].恒定负荷急性运动对大白鼠白细胞介素的影响[J]. 保健医学研究与实践 2011(01)
• [2].对青岛市急救中心救治的急性运动系统损伤的回顾性分析(2010-2012)[J]. 实用医药杂志 2014(05)
• [3].用威斯康星卡片分类测验不能确定急性运动对执行功能的影响（英文）[J]. Journal of Sport and Health Science 2015(01)
• [4].高压氧对急性运动大鼠腓肠肌细胞凋亡的影响[J]. 中国运动医学杂志 2012(10)
• [5].热预处理对急性运动大鼠股四头肌抗氧化能力的影响[J]. 山东体育科技 2009(02)
• [6].茶多酚对急性运动后大鼠骨骼肌组织损伤的保护作用[J]. 中国康复医学杂志 2011(05)
• [7].脑源性神经营养因子(BDNF)可能是急性运动对认知功能产生作用的机制（英文）[J]. Journal of Sport and Health Science 2015(01)
• [8].急性运动轴索型神经病与传导阻滞的相关性研究[J]. 当代医药论丛 2016(09)
• [9].急性运动轴索型神经病的康复疗效探讨[J]. 中国实用神经疾病杂志 2015(09)
• [10].ACE基因多态性与中老年女性高血压患者急性运动降压效果的关联研究[J]. 河南师范大学学报(自然科学版) 2016(04)
• [11].急性运动轴索型神经病康复疗效分析[J]. 中国医药指南 2010(02)
• [12].芍药甘草汤合针刺治疗急性运动性胃痉挛30例[J]. 福建中医药 2016(01)
• [13].基于正交匹配追踪算法的急性运动超分辨率图像重构方法[J]. 科学技术与工程 2017(30)
• [14].温针灸联合中药外敷疗法治疗急性运动性踝关节损伤临床观察[J]. 深圳中西医结合杂志 2015(20)
• [15].中西医结合治疗急性运动轴索神经病22例临床分析[J]. 中国现代医药杂志 2008(02)
• [16].急性运动对血清游离mtDNA以及先天免疫信号通路的影响[J]. 中国体育科技 2018(01)
• [17].血清白细胞介素-35水平与急性运动轴索型神经病患者疾病严重程度的关系[J]. 天津医药 2018(04)
• [18].急性运动后健康人循环内皮祖细胞的动态变化及其与NO水平的关系[J]. 中山大学学报(医学科学版) 2009(05)
• [19].人体急性运动与自由基[J]. 内江科技 2011(01)
• [20].补糖对急性运动大鼠心肌单磷酸腺苷活化蛋白激酶激活的影响[J]. 中国实验动物学报 2017(04)
• [21].急性运动对男性血浆总抗氧化状态和抗氧化酶活性的影响[J]. 怀化学院学报 2015(11)
• [22].短期急性运动对久坐大鼠中性粒细胞功能的影响[J]. 宜春学院学报 2013(12)
• [23].补中益气丸对急性运动疲劳大鼠脑组织线粒体呼吸链复合体及ATP酶活性的影响[J]. 中药药理与临床 2013(04)
• [24].急性运动中线粒体的抗氧化分子调控[J]. 包头医学院学报 2008(02)
• [25].2周耐力训练削弱骨骼肌5′-一磷酸腺苷激活的蛋白激酶信号对急性运动的反应[J]. 中国运动医学杂志 2008(06)
• [26].急性运动中骨骼肌线粒体氧化应激机制研究[J]. 内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版) 2009(03)
• [27].运动对血液流变性的影响及相关机制[J]. 漳州师范学院学报(自然科学版) 2010(03)
• [28].急性运动对大鼠心肌miRNA-30a表达的影响[J]. 中国比较医学杂志 2019(07)
• [29].蛋白质营养水平对大鼠不同强度急性运动时蛋白质代谢的影响[J]. 实用医药杂志 2015(08)
• [30].急性运动对受体的影响[J]. 体育科学研究 2010(02)

标签：急性运动论文;  基因表达论文;  生物信息学分析论文;