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摘要肝脏有很强再生能力，当受到损伤后，静止的肝细胞迅速转变为生长状态，开始增殖，直至恢复其原有的形态和组织功能，这个过程称为肝再生(liver regeneration，LR)，这是一个复杂而有序的生理活动过程，通常分为启动、进展和终止三个阶段。以大鼠部分肝切除（partial hepatectomy，PH）诱导的肝再生为例，在肝再生启动阶段，即 PH 后0-6 h，在反馈刺激信号的作用下，残肝会发生炎症反应、细胞去分化、细胞凋亡等生理活动，同时肝细胞从G0 期进入 G1 期。在进展阶段，即 PH 后 6-72 h，肝细胞一般需要经历两次细胞周期循环，以补偿丢失的细胞。在终止阶段，即 PH 后 72-168 h，肝细胞停止增殖，再生肝主要进行细胞分化、细胞凋亡、肝组织结构功能重建，恢复正常肝的体积和功能等。研究表明，肝再生过程受TNF、TGF-β等生长因子、转录因子、非编码RNA等在内的许多因素调控，尤其与基因的转录变化密切相关。<br>　　本文以大鼠部分肝切除（partial hepatectomy，PH）诱导的肝再生为对象，以生物高通量检测数据为基础，借助大数据生物学的原理和方法，从基因转录水平探讨大鼠肝再生机理。其中，用基因芯片 Rat Genome 230 2.0 大规模定量检测大鼠肝再生中肝组织mRNA的信号值，得到13927种已知mRNA的信号值。分别用对照肝组织的mRNA信号值除实验组，实验组的每种mRNA得到9个ratio值。用t检验这些ratio值与对照的差异性表明，大鼠部分肝切除（partial hepatectomy，PH）组表达差异值≤0.05 的基因有13497种，称为“差异基因”。包括4098种ratio值≥2的差异基因,称为“上调基因”。2460种ratio值≤0.5的差异基因，称为“下调基因”。1991种ratio值在肝再生的有的时间点≥2，有的时间点≤0.5的差异基因，称为“上/下调基因”。上述基因总计8549种，均称为“PH 组相关基因”。大鼠假手术（sham operation，SO）组的差异基因 13255 种。包括2372种上调基因，1858种下调基因，1586种上/下调基因，总计5816种“SO组相关基因”。排除 SO 对 PH 诱导的肝再生影响后，肝再生组的差异基因 13327 种。包括4610种上调基因，2462种下调基因，628种上/下调基因，总计7700种“肝再生相关基因”。<br>　　本文基于大数据生物学的原理和方法建立了“要素累加法”，用于分析基因表达变化的生物学意义。该方法将大鼠肝再生中有意义表达、差异表达、出现概率等视为反映基因作用的“要素”。将有意义表达的差异基因视为“肝再生相关基因”，将在整个肝再生中，即PH 后 2、6、12、24、30、36、72、120、168 h 等 9 个时间点均有意义表达的差异基因视为“肝再生关键基因”。用该方法分析基因表达变化与大鼠肝再生的相关性发现，7700 种基因为大鼠肝再生相关基因，121 种基因为大鼠肝再生关键基因。其中，大鼠肝再生相关基因包括：4610种上调基因、2462种下调基因，628种上/下调基因。大鼠肝再生关键基因包括：54种上调基因，67种下调基因。进一步用IPA等软件和NCBI等数据库分析这些关键基因转录变化与大鼠肝再生的相关性发现，它们的转录变化与大鼠肝再生涉及的生理活动变化正相关，表明“要素累加法”有应用价值，关键基因在大鼠肝再生中起重要作用。本论文的方法和结果为用大数据生物学原理和方法探讨大鼠肝再生机理的提供初步资料，有一定的再生生物学和再生医学意义。