整合的結果與討論

圖5-4 整合出來的部份反應路徑

圖5-5 包含高文獻提及數之基因的部份反應路徑(子圖 1~10) (關聯度門檻值定為 0.013，支持度設為 0.01)

圖5-6 包含高文獻提及數之基因的部份反應路徑(子圖 1~20) (關聯度門檻值定為 0.013，支持度設為 0.01)

圖5-7 不包含高文獻提及數之基因的部份反應路徑(子圖 1~10) (關聯度門檻值定為 0.013，支持度設為 0.01)

圖5-8 不包含高文獻提及數之基因的部份反應路徑(子圖 1~20) (關聯度門檻值定為 0.013，支持度設為 0.01)

圖5-9 經 MeSH 轉換的包含高文獻提及數之基因的部份反應路徑(子圖 1~10)

(關聯度門檻值定為 0.013，支持度設為 0.01)

圖5-10 經 MeSH 轉換的包含高文獻提及數之基因的部份反應路徑(子圖 1~20)

(關聯度門檻值定為 0.013，支持度設為 0.01)

圖5-11 經 MeSH 轉換的不包含高文獻提及數之基因的部份反應路徑(子圖 1~10)

(關聯度門檻值定為 0.013，支持度設為 0.01)

圖5-12 經 MeSH 轉換的不包含高文獻提及數之基因的部份反應路徑(子圖 1~20)

(關聯度門檻值定為 0.013，支持度設為 0.01)

圖5-13 分析出之反應路徑的顏色所對應於 KEGG pathway 的名稱 圖上所標示的顏色表示其基因已出現於 KEGG pathway 資料庫裡所對應的 反應路徑且有對應到的基因數是較多數的，如圖5-5 中佔最大比例之顏色標示為 紅色，共 16 個基因，其所對應於 KEGG pathway 資料庫中的反應路徑為 cytokine-cytokine receptor interaction，佔第二大比例之顏色標示為綠色，共 11 個 基因，其所對應於KEGG pathway 資料庫中的反應路徑為 focal adhesion，其後所 佔較大比例數為對應於黃色的 MAPK signaling pathway，之後為對應於橙色的 JAK-STAT signaling pathway 與為對應於藍色的 regulation of actin cytoskeleton。

同時標示著兩個顏色以上之基因如圖 5-5 中 IL-4 同時標示著紅色與橙色，表示 此基因出現於 cytokine-cytokine receptor interaction 的反應路徑中且也出現於 JAK-STAT signaling pathway 的反應路徑中。

在圖5-5 與圖 5-6 中佔最高比例的顏色皆為紅色，其所對應於 KEGG pathway 資料庫裡的反應路徑為cytokine-cytokine receptor interaction，此對應之反應路徑 皆是細胞激素活化其相對應的細胞激素受體，於是此反應路徑圖中皆是長度為一 之反應路徑，雖然在圖 5-5 與圖 5-6 中為同一配對之細胞激素及其受體的數量 少，不過同一配對的細胞激素及其受體間在所分析出來的圖中皆有連結，如圖 5-5 與圖 5-6 中的 EGF 與 EGF-R，此部分正符合 KEGG pathway 資料庫中的 cytokine-cytokine receptor interaction，另外於紅色所對應的反應路徑圖中歸類為 同一家族的細胞激素，於圖 5-5 與圖 5-6 中彼此間也有連結，如 CNTF、LIF 和 IL-6。

圖5-5 與圖 5-6 中同樣標示有紅色與綠色的基因，例如 EGF 和 EGF-R 皆被 KEGG 歸類於 cytokine-cytokine receptor interaction 的反應路徑和 focal adhesion 的反應路徑中，另外從反應路徑圖中可觀察出EGF 和 EGF-R 也是 focal adhesion 反應路徑的起始端，而標示為綠色的 collagen、laminin、fibronectin、integrin 皆 是ECM-receptor interaction 反應路徑裡的成員，其中的 integrin 會被其它三個所 活化，而它們同時也是focal adhesion 反應路徑的另一個起始端。在 focal adhesion 反應路徑中的其它路徑於圖5-5 與圖 5-6 中並沒有顯示出，這是因為本個案探討 所抓到的反應路徑論文集中未提及其它路徑中的基因，以至於圖5-5 與圖 5-6 中 沒有分析出其路徑，而這些其它路徑中的基因也許在目前與猪胚胎發育相關之文 獻中的研究還不多，不過也或許是本反應路徑論文集所涵蓋之範圍還不夠。

圖5-5 與圖 5-6 中標示為黃色的 EGF、FGF、PDGF 等是屬於典型的 MAPK signaling pathway 之起始端，而同樣為黃色標示的 IL-1β、TNFα、TGFβ 則是 屬於其他刺激型的 MAPK signaling pathway 之起始端，這些刺激包含血清、藥 物、射線照射等刺激。在圖5-5 與圖 5-6 上黃色的部份只有起始端與 MAPK，而 無起始端至MAPK 之間的路徑，而這之間的路徑包含 MAPKKKK、MAPKKK、

MAPKK 這幾類的基因，這些類別的基因在本個案探討的反應路徑論文集並未提 及，所以未分析出其路徑。而圖5-5 與圖 5-6 中標示為黃色的 MAPK 則在猪卵母 細胞不同的成熟階段與受精期間和微管裝配有關聯(Sun et al., 2001)。

圖 5-5 與圖 5-6 中標示為橙色的基因集合皆被標示為紅色的基因集合所涵 蓋，表示著橙色的基因集合與紅色的基因集合有著某種關聯，而當細胞激素和細 胞表面的細胞激素受體結合後，可以引起一連串細胞內的訊息傳遞，如圖5-5 與 圖5-6 上標示為橙色之基因所對應的 JAK-STAT signaling pathway 便是其中一條 重要的訊息傳遞路徑，而在橙色中的IL-6(interleukin 6)更是調節多種免疫功能間 的重要基因，像是巨噬細胞的活化、B 細胞的發育、發炎反應、造血功能等皆與 它有關(Yasukawa et al., 2003)。

反應路徑的起始端，例如fibronectin 會活化 integrin 之後再引起一連串 regulation of actin cytoskeleton 的反應。圖 5-5 與圖 5-6 中標示為綠色的 focal adhesion 與標 示為藍色的regulation of actin cytoskeleton，它們有助於像是胚胎在母體子宮內膜 的埋植、內皮細胞遷移、血管新生等過程(Burghardt et al., 1997 ; Bix et al., 2004)。

而其中的integrin 在猪與羊裡更顯示出其訊號轉導在子宮上皮細胞與孕體滋養層 的重要地位(Burghardt et al., 2002)。

在圖 5-5 與圖 5-6 中有一個無顏色標示的 COX-2，它介於標示為紅色、黃 色、藍色、綠色的部份連結之間，可是它卻沒有出現在那些顏色所對應的KEGG 的反應路徑裡，在 KEGG 裡與之較有關聯的反應路徑則是 VEGF signaling pathway，於是本研究假設 COX-2 也許是能調節對應於紅色、黃色、藍色、綠色 的反應路徑，而在文獻裡有研究顯示在子宮裡前列腺素(prostaglandin)和埋植、

控制細胞激素的釋放、細胞生長等反應有關(Kelly et al., 2001)，而圖 5-5 與圖 5-6 中 無 顏 色 標 示 的 COX-2(cyclooxygenase-2) 則 能 調 控 前 列 腺 素 的 活 化 與 否 (Bracken et al., 1997)，此與本研究的假設相符合。

圖5-7 和圖 5-8 為不包含高文獻提及數之基因的部份反應路徑，因為剔除了 高文獻提及數之基因，使得子圖與子圖之間較缺乏相同之基因來進行字串比對並 合併的動作，因此呈現出來的反應路徑圖會比較片斷且分群的情況會比較顯著，

如圖5-7 與圖 5-8 所示。而這樣分群顯著的部份基因，從對應到 KEGG 之反應路 徑的顏色標示來看，對應於相同反應路徑之基因會較集中於同一區域，此情況於 圖5-8 更為明顯。

圖5-7 和圖 5-8 上標示為黃色和藍色的 FGF-7(fibroblast growth factor-7)即為 KGF(keratinocyte growth factor)，於圖 5-7 與圖 5-8 中和標示為紅色、綠色的 HGF 有所聯結，不過在KEGG 裡它們被分類到不同的反應路徑，於是本研究推測 HGF 在經過某種如胚胎埋植的反應後，會再進行FGF-7 的反應，根據 Ka 等人的實驗 結果顯示，雌激素會增加猪的子宮上皮的 FGF-7 表達，之後 FGF-7 能促使猪的 孕體滋養層增生與分化(Ka et al., 2001)，而這部份的反應正是發生在胚胎埋植之

後的反應，與本研究的推測相符合。

屬於啟發因子(developmental factors)的有 Hox(homeobox) Genes 與 Wnt Genes，如圖 5-7 和圖 5-8 上未標示顏色的部份所示，目前 Hox Genes 在 KEGG 裡並沒有相關的反應路徑，而Wnt Genes 在 KEGG 裡則有相關的反應路徑，例 如Wnt signaling pathway、Melanogenesis 等，因為圖 5-7 和圖 5-8 上的 Hox Genes 和Wnt Genes 有相連結，於是本研究推測 Hox Genes 的反應路徑會與 Wnt Genes 有關，不過目前找到的文獻只提及成熟母體的 Hox 蛋白和鼠胚埋植有密切關係 (Bagot et al., 2000)，在鼠胚埋植期間 Wnt4 會強烈地引誘第一胚胎蛻膜區擴大成 第二胚胎蛻膜區(Daikoku et al., 2004)，尚未找到能明確佐證本研究推測的文獻。

經過 MeSH 專有名詞轉換後的基因全名其部份關聯度也會隨之變動，連帶 影響到長度為一之反應路徑的篩選，使得有些基因的關聯度提高而出現於分析出 的圖中，如TRH 便出現於圖 5-9 中的 PRL 與 GnRH 之間(圖 5-5 中的 PRL 與 GnRH 之間沒有其它基因)，因而組出來的圖 5-9、圖 5-10、圖 5-11、圖 5-12 便和圖 5-5、

圖5-6、圖 5-7、圖 5-8 有所差異，也導致圖 5-9、圖 5-10、圖 5-11、圖 5-12 的顏 色標示部份和圖5-5、圖 5-6、圖 5-7、圖 5-8 有所不同，不過對應於 cytokine-cytokine receptor interaction 的紅色標示的比例依然最高，對應於綠色的 focal adhesion 與 表示為黃色的MAPK signaling pathway 也佔有不小的比例。

圖 5-9 中佔第二大比例的顏色標示為青色，其所對應於 KEGG 的反應路徑 為natural killer cell mediated cytotoxicity，其中的 HLA-A、HLA-B、HLA-G 等為 natural killer cell mediated cytotoxicity 反應路徑的起始端，而與 TNFα、IFNγ 相 鄰近的IL-1 雖不屬於 KEGG 裡的 natural killer cell mediated cytotoxicity 反應路 徑，卻與其反應路徑的TNFα 有所聯結，於是本研究推測 IL-1 與 natural killer cell 的反應機制有某種關聯，這部分與 Leonard 等人的假設相符合(Leonard et al., 2006)。

圖 5-10 中的靛藍色其所對應於 KEGG 的反應路徑為 Hematopoietic cell

的 反 應 路 徑 ， 於 是 推 測 cytokine-cytokine receptor interaction 會 進 而 調 控 Hematopoietic cell lineage 的反應路徑，這樣的推測在 Nobuhisa 等人於老鼠胚胎 的實驗中有類似的結果(Nobuhisa et al., 2004)。

圖5-14 包含高文獻提及數之基因以粉紅色橢圓標記的部份反應路徑(子圖 1~10)

(關聯度門檻值定為 0.013，支持度設為 0.01)

圖5-15 經 MeSH 轉換的包含高文獻提及數之基因以粉紅色橢圓標記的部份 反應路徑(子圖 1~10)

(關聯度門檻值定為 0.013，支持度設為 0.01)

圖5-7、圖 5-8、圖 5-11、圖 5-12 的反應路徑圖皆有經過剔除高文獻提及數 之基因的動作，這麼做的用意是在於高文獻提及數之基因肯定是早已被人研究透 徹，而有著高文獻提及數之基因的反應路徑也會繞著高文獻提及數之基因旁打轉 般，如圖5-14 和圖 5-15 所示，形成的反應路徑圖之成員大半皆是高文獻提及數 之基因，於是本研究希望藉由剔除高文獻提及數之基因的動作來產生較不一樣的 反應路徑，使其反應路徑不在是以高文獻提及數之基因為主軸，而是將反應路徑 的焦點轉移至於那些非高文獻提及數之基因之間的調控情況，呈現出以非高文獻 提及數之基因為主軸的反應路徑，期望將這樣的結果供給生物研究人員作為實驗 研究的新切入點。

在圖 5-11、圖 5-12 中雖然去除了高文獻提及數的基因，可是分析出的反應 路徑子圖還是能組成較完整的反應路徑，不像圖5-7 與圖 5-8 組出來的反應路徑 比較片斷，這或許是因為要進行關聯度計算的基因全名在經過 MeSH 專有名詞

的轉換後使得關聯度的數值變更，連帶影響整合出來的反應路徑子圖較能進行字 串比對的動作，不過在各顏色標示的比例部分因為所對應到的 KEGG 反應路徑 較不集中，因此所佔比例較大的顏色便不明顯。

綜合前面所述，本個案探討所分析出來的反應路徑圖會比較偏向於細胞內較 表層的交互作用，這是因為目前所擷取的猪胚胎發育相關的文獻較少討論到細胞 內的調控機制，以至於分析出來的反應路徑圖較缺乏細胞內的反應路徑；在分析 出來的反應路徑圖上顏色分布方面，同種顏色的基因會較趨近於同區域甚至彼此 間的距離會比較相近，因為同種顏色的基因對應於KEGG pathway 資料庫中相同 的反應路徑，所以有著相同顏色的基因彼此間也會比較靠近；因為某些基因必定 是常常被拿來研究探討，以至於其基因的相關文獻數極多，成為所謂的高文獻提 及數之基因，而有著這種高文獻提及數之基因的反應路徑常會是繞著其基因打 轉，於是本研究提出一種剔除高文獻提及數之基因的方式來進行反應路徑的探勘 與整合，期望其結果可能供給生物研究人員作為實驗研究的新切入點。