目的:使用基因芯片技术分析早期糖尿病大鼠视网膜血管的基因表达概况。
方法:SD大鼠腹腔注射链脲佐菌素制备糖尿病大鼠模型。在血糖升高后的第3周、第6周和第9周分别处死正常组大鼠10只、糖尿病组大鼠10只,获取视网膜血管,一步法提取总RNA。使用〔α-32P〕dATP 标记样品制作探针,与含有1176个基因的商业芯片进行杂交,使用计算机软件进行相关分析。并通过半定量PCR对部分结果进行验证。
结果:本研究发现在早期糖尿病不同阶段中,糖尿病组和正常对照组大鼠相比较,其视网膜血管细胞发生明显差异表达的基因数目分别是:第3周147个基因(占总数的12.5%)发生明显差异表达。第6周158个基因(占总数的13.44%)发生明显差异表达。第9周97个基因(占总数的8.25%)发生明显差异表达。对结果进一步的分析发现在糖尿病早期,涉及细胞周期、凋亡、细胞粘附等23个方面的基因表达发生了改变。其中特别引人注目的是2条主要的调节凋亡信号传导通路的基因发生了改变。分别涉及Fas和肿瘤坏死因子(TNF)及其受体家族多个成员参与的信号传导通路,以及其下游的Caspase蛋白酶家族和重要的抑制凋亡的bcl-2蛋白家族的多个基因。另外和细胞外基质相关的基质金属蛋白酶家族中的多个成员的基因表达也发生了改变。
结论:糖尿病早期大鼠视网膜血管细胞中很多基因的表达发生了极为复杂的变化,这些改变可能和糖尿病视网膜病变的发生相关。特别是和凋亡信号传导通路有关的基因的改变提示我们:这些发生变化的基因多数处在信号传导通路的上游,很多基因的表达还处于一个波动的状态,说明糖尿病早期大鼠视网膜血管细胞中所发生的分子生物化学水平上的变化还仅仅局限在凋亡的诱导期。但明确的血管细胞表达的基因谱还有待进一步地分析研究。同时基因芯片技术为我们提供了一个可以大规模、高效率地筛选糖尿病视网膜血管细胞中差异表达基因的方法。