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Title Page

Contents

Abstract 10

Ⅰ. INTRODUCTION 12

Ⅱ. MATERIALS AND METHODS 14

1. Experimental animal model and Injection group setting 14

2. Total RNA extraction and microarray analysis 15

3. Principal component analysis (PCA) analysis 16

4. Differential expressed genes (DEGs) analysis 17

5. Hierarchical Clustering Analysis 18

6. Gene enrichment analysis 19

Ⅲ. RESULTS 20

1. Differentiate according to EPO or UCB or UCB+EPO combination treatment. 20

2. Approach 1 - The analysis flow of the whole gene and the DEGs between each group were calculated. 22

3. Genes specifically expressed in comparison of each group were identified. 30

4. Upregulation of co-administered EPO and UCB was confirmed by gene ontology. 32

5. Approach 2 - The flow of gene analysis excluding immune-related genes and the DEGs between each group was calculated. 35

6. Genes specifically expressed in comparison of each group were identified. 43

7. Upregulation of co-administered EPO and UCB was confirmed by gene ontology. 45

Ⅳ. DISCUSSION 48

Ⅴ. CONCLUSION 51

REFERENCES 52

ABBREVIATIONS 57

ABSTRACT IN KOREAN 58

List of Tables

Table 1. sham and HI's expression levels and |log₂FC| of top50 24

Table 2. HI+EPO and HI's expression levels and |log₂FC| of top50 25

Table 3. HI+UCB and HI's expression levels and |log₂FC| of top50 26

Table 4. HI+EPO+UCB and HI's expression levels and |log₂FC| of top50 27

Table 5. HI+EPO+UCB and HI+EPO's expression levels and |log₂FC| of top50 28

Table 6. HI+EPO+UCB and HI+UCB's expression levels and |log₂FC| of top50 29

Table 7. Gene ontology pathways of G6 group 34

Table 8. sham and HI's expression levels and |log₂FC| of top50 37

Table 9. HI+EPO and HI's expression levels and |log₂FC| of top50 38

Table 10. HI+UCB and HI's expression levels and |log₂FC| of top50 39

Table 11. HI+EPO+UCB and HI's expression levels and |log₂FC| of top50 40

Table 12. HI+EPO+UCB and HI+EPO's expression levels and |log₂FC| of top50 41

Table 13. HI+EPO+UCB and HI+UCB's expression levels and |log₂FC| of top50 42

Table 14. Gene ontology pathways of G5 group 47

List of Figures

Figure 1. Changes in animal models after administration of EPO and UCB. 21

Figure 2. Workflow of total genes analysis 22

Figure 3. Venn diagram of gene in each group after DEGs. 31

Figure 4. Heatmap of gene expression level pattern in each group 33

Figure 5. Workflow of analysis after immune-related genes exclusion 35

Figure 6. Venn diagram of gene in each group after DEGs. 44

Figure 7. Heatmap of gene expression level pattern in each group 46

초록보기

 신생아 저산소 허혈성 뇌병증(HIE)은 영아의 신경 발달에 상당한 영향을 미치며, 전 세계적으로 신생아의 사망 및 심각한 신경학적 결손을 초래할 수 있는 치명적인 원인으로 간주 된다. 신경보호 효과와 신경재생 기능 향상에 기여하는 적혈구생성인자(EPO)와 제대혈(UCB)은 HIE 치료에 도움이 된다는 보고가 있다. 본 연구에서는 동물모델 실험을 통해 EPO와 UCB의 병용 투여에 대한 치료 효과를 확인하였고, 이에 대한 표적 유전자를 제시하고자 한다. 우리는 신경보호 및 신경재생에 초점을 맞추었으며, EPO와 UCB의 병용 투여 시 시너지 팩터가 될 유전자를 발굴하기 위해 통합 전사체 분석을 수행하였다. 본 연구의 결과로, HIE 유발 군과 HIE 유발 후 EPO 처리 군, UCB 처리 군, EPO와 UCB 병용 처리 군, sham 군으로 총 5개의 군 사이에서 차등적으로 발현되는 유전자 (DEGs)를 분석하였다. DEGs 결과를 토대로 비지도 계층적 방법으로 clustering을 수행하여 각 군의 유전자 발현량을 시각화하여 EPO와 UCB를 병용 투여한 군에서 상향조절되는 유전자 군을 확인하였다. GO 분석을 통해 EPO와 UCB의 상승적 치료 효과에 관여하는 유전자의 잠재적 기능을 예측하였다. 후보 유전자로 Baiap2l1, Nr4a2, Slc30a3, Sema7a, Macroh2a2가 도출되었다. 결론적으로, EPO와 UCB 병용 투여군에서 상향조절 되는 유전자 중 Nr4a2가 신경회복과 신경재생에 관여하는 유전자로 선택되었다. Nr4a2가 신경 염증을 약화시키고 신경학적 결손을 개선하는데 관여한다.

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