基于蛋白质互作评价差异表达基因的重复性

利用高通量基因表达谱数据可以识别在肿瘤与正常组织中差异表达的基因,为研究癌机理提供重要的线索。目前,在研究同种癌型的不同实验中发现的差异表达基因的交叠比例很低。这种高通量基因表达谱数据低重复性的现象严重制约了基因芯片在癌症研究中的应用。然而,已有研究表明从研究同种癌型的不同实验数据中得到的不交叠的差异表达基因倾向于扰动相同的功能。因此,在评价差异表达基因重复性时,应考虑其在生物学功能上的一致性。本文结合基因共表达和蛋白质互作关系,设计了功能重复性指标来评价差异表达基因列表的可重复性。通过分析两套卵巢癌数据,发现对同种癌型得到的差异表达基因具有很高的功能一致性(p<0.0001)。结果表明,在功能水平上评估差异表达基因的一致性具有合理性。     

癌症DNA甲基化调控位点的识别

DNA甲基化是一种重要的表观遗传学修饰,在基因的转录调控方面具有重要的作用。异常的DNA甲基化可以导致癌症等复杂疾病发生,癌基因相关的DNA甲基化调控位点的识别对于解析癌症的发生发展机制及识别新的癌症标记具有重要意义。本研究通过整合The Cancer Genome Atlas(TCGA)的泛癌症基因组的高通量甲基化谱和基因表达谱,识别癌基因相关的DNA甲基化调控位点。对于每种癌症分批次计算Cp G位点甲基化与相关基因表达之间的相关性,并筛选调控下游基因的Cp G位点(包括强调控位点、弱调控位点和不调控位点),结果表明仅有一半的Cp G位点对下游基因具有调控作用;对癌症间共享的调控位点的分析发现不同癌症间共享的调控位点不尽相同,表明癌症特异的甲基化调控位点的存在。进一步地,对差异甲基化和差异表达基因的功能富集分析揭示了受甲基化调控的基因确实参与了癌症发生发展相关的功能。本研究的结果是对当前甲基化调控位点集的重要补充,也是识别癌症新型分子标记特征的重要资源。     

黄芪甲甙干预大鼠肺纤维化相关基因的时空表达

目的:通过基因芯片技术研究大鼠肺纤维化不同时间点和应用黄芪甲甙干预后的基因差异表达,寻找肺纤维化的致病基因和应用黄芪甲甙进行干预治疗相关的靶基因.方法:用含41000个基因的安捷伦大鼠芯片同模型组7天和模型组28天以及BLM+黄芪甲甙组28天的大鼠肺组织进行杂交.利用安捷伦基因扫描仪扫描杂交图像.模型组7天和BLM+黄芪甲甙组与模型组28天进行比较,筛选Ratio值大于2的差异基因进行分析,重复3次.结果:模型组28天对比7天共有2063个基因表达差异,筛选109个基因,43个上调,66个下调.黄芪甲甙28天组对比模型28天组4269个基因表达差异,筛选68个基因,45个上调,23个下调.通过GO和PATHWAY分析软件,提示有不同的功能分类和信号传导途径.结论:基因芯片为了解肺纤维化不同时间点的基因表达的异常,以及黄芪甲甙治疗肺纤维化的可能机制和药物靶基因的提供了理论基础.     

抑制消减杂交法筛选原发性肝细胞癌中差异表达的基因及其生物学意义

为了筛选原发性肝细胞癌 (hepatocellularcarcinoma ,HCC)中差异表达的基因 ,以了解HCC发生发展的分子基础 ,选取了一例早期高分化肝癌标本作为材料 ,采用抑制消减杂交 (suppressionsubtractivehybridization ,SSH)技术 ,进行了前向及反向消减杂交 ,结合反向Northern印迹筛选 ,得到多个差异表达的基因 .对有意义的基因用半定量RT PCR检测了肝癌中的表达 .结果显示 ,PON2、hSRP1alpha、H4 1在大部分肝癌中表达升高 ,IGFBP1、ITIH1在早期癌症中 ,大部分癌的表达升高 ,在晚期癌症中则表达下降 .EGR1在大部分肝癌中表达降低 .研究表明 ,不同分化程度、不同临床分期的肝癌 ,有共同的或不同的基因表达发生改变 ,明确这些差异表达的基因谱 ,对于肝癌发生发展机理的阐明及肝癌的预防、诊断、治疗都有重要意义 .     

应用基因表达谱芯片从不同转移能力的 乳腺癌细胞中筛选转移相关基因

人乳腺癌细胞系 MCF-7 及其转移亚克隆 LM-MCF-7 为肿瘤转移分子机制的研究提供了细胞模型 . 应用基因芯片技术比较两种具有不同转移能力细胞系基因表达谱的差异,寻找乳腺癌转移相关基因 . 提取两种细胞总 RNA ,分别用 Cy5-dCTP 、 Cy3-dCTP 标记 LM-MCF-7 和 MCF-7 的 cDNA ,并与含有 21 329 个基因的芯片进行杂交并扫描,利用 GenePix Pro 4.0 图像分析软件处理数据判断基因是否在两个细胞中存在表达差异 . 经互换荧光标记物重复两次实验,共筛选出差异表达基因 67 个,其中 41 个在 LM-MCF-7 细胞中表达上调, 26 个在 LM-MCF-7 细胞中表达下调 . 应用实时定量 RT-PCR 对 7 个表达差异明显的基因进行了验证 . 生物信息学分析结果提示,上述发现的差异基因编码产物与细胞内信号转导、转录调节、应激反应、新陈代谢、发育、细胞运动、细胞凋亡和细胞粘连等功能有关 . 据文献报道,这些差异表达的基因中有 35 个与肿瘤有关,其中 9 个与乳腺癌转移有关, 6 个可能参与肿瘤浸润和转移过程 . 根据基因芯片检测的结果,从功能上对 LM-MCF-7 细胞和 MCF-7 细胞与细胞凋亡的关系进行了研究,发现具有高转移倾向的 LM-MCF-7 细胞与 MCF-7 细胞相比,抗凋亡能力较强 . 上述与肿瘤转移相关基因在肿瘤转移中的作用及其分子机理有待深入研究 .     

应用基因芯片筛选慢性乙型肝炎相关差异性基因

目的：应用基因芯片技术筛选不同病毒载量的慢乙肝病人及健康人差异性表达的基因。方法：选用含有48000位点的人类表达谱cDNA基因芯片,筛选4例慢乙肝病人与2例健康人外周血差异性表达的基因。结果：与健康人相比,慢乙肝患者有838个差异表达的基因,其中高表达的基因有150个,低表达的基因有688个。结论：用表达谱基因芯片可有效地研究高、低病毒载量的慢乙肝患者间,以及它们与健康人之间基因表达的差异,通过进一步分析有望筛选出与慢性乙型肝炎相关的新基因靶点。     

根据基因功能表达谱研究抑郁症模型及安佳欣胶囊的抗抑郁症机制

由基因芯片检测正常大鼠、模型大鼠和服用安佳欣胶囊进行治疗后的大鼠各8例的基因表达谱,在正常组和模型组之间,筛选得到207个差异表达基因和25个差异表达基因功能模块,在模型组和给药组之间,筛选得到860个差异表达基因和24个差异表达基因功能模块。比较两次结果,得到信号传导通路、蛋白质转运等价相同的功能模块,预测此功能模块可能为安佳欣胶囊发挥抗抑郁作用的一部分靶点。在这9个模块中寻找在模型组出现差异表达而在给药组表达趋于正常水平的基因,从基因水平分析药物的治疗机制。     

宫颈癌淋巴结转移相关基因的表达谱研究

淋巴结转移是影响宫颈癌预后因素的首要因素,但分子机理尚不清楚,探讨宫颈癌淋巴结转移的分子机制,筛选可能用于临床诊断和治疗的新的分子靶标尤其重要.BRB-Array Tools软件对基因表达综合数据库(Gene Expression Ominibus, GEO)中有/无淋巴结转移早期宫颈癌的基因芯片表达谱数据进行统计学分析,找出二者的差异基因,利用GenCLip软件进行文献挖掘研究这些差异表达基因的功能关系.筛选出71个差异表达基因,其中35个在有淋巴转移的宫颈癌中表达上调,36个下调.文献挖掘发现FZD10、PDZK1IP1、SERPINB9、COMP、MAGEA1等几个新的宫颈癌淋巴转移相关基因.结果表明生物信息学方法能有效地分析基因芯片数据并获取生物内在信息,为宫颈癌淋巴转移发生机制及治疗靶位开辟新思路.     

伴HBV感染性肝癌调控枢纽基因筛选与初步鉴定

慢性乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus,HBV)感染引起的原发性肝癌涉及多种基因、转录本和蛋白质的相互作用及调控。从单个基因的角度来看,某个基因的表达量的改变只能对肝癌发生发展的局部作出解释而无法从整体行为进行深入和全面的探索,无法满足高度复杂性的调控研究需要。筛选乙肝相关性肝癌的基因芯片数据获取差异表达基因后,应用加权基因共表达网络分析算法构建基因共表达网络,识别与肝癌发生相关的模块,利用可视化筛选枢纽基因,并针对枢纽基因进行基因本体富集分析和初步验证。富集分析和文献挖掘一致发现,某些枢纽基因确实与多种癌症的发生与发展存在显著的关联。权重基因共表达网络分析方法被证明是一个高效的系统生物学方法,应用该方法发现了新的HBV相关性肝癌枢纽基因。经实验验证,发现枢纽基因SHARPIN促进细胞迁移。该研究对肝癌发生的调控机制以及发现HBV慢性感染导致肝癌的新型诊断标志物和(或)药物作用靶点提供了新的视野。     

基于人类信号网络和表达谱数据挖掘动脉粥样硬化相关模块

目的:动脉粥样硬化是一种高致死率的慢性炎症疾病,其发生和发展的机制尚不明确。本文基于人类信号网络和基因表达谱数据对动脉粥样硬化相关模块进行挖掘,以探究其在疾病发生发展中的作用机制。方法:结合人类信号网络和基因表达谱数据,设计显著差异模块筛选策略,通过功能分析,挖掘动脉粥样硬化相关模块,对动脉粥样硬化的致病机制进行研究。结果:基于网络模块的平均表达值改变量,采用两种随机方法,进行显著差异模块筛选,最终获得8个动脉粥样硬化相关的显著差异模块。结论:应用本文提出的整合筛选策略,能识别与动脉粥样硬化相关的模块,获得潜在的致病基因,并从外周血的基因表达改变来探究动脉粥样硬化致病机制,这对动脉粥样硬化的诊断、治疗以及发生发展机制的研究具有重要意义。     

喉癌发生相关特异基因筛选与验证

 为了检测喉鳞状细胞癌相关的基因表达变化特征,筛选与喉癌发生相关的特异基因. 从3名患者体内分别取正常喉上皮组织和喉鳞状细胞癌组织.应用基因芯片技术进行基因表达差异分析及系统聚类分析,并进行半定量RT PCR验证部分基因芯片结果.本实验基因芯片包括7 26条探针,其中,在3对样本中,表达发生显著差异的基因共有94条,有31条上调,63条下调,并且系统聚类分析将正常和癌组织各分为一类,半定量RT-PCR结果与芯片结果一致.实验表明,细胞的代谢、生长、信号传递相关基因(如RAN、PDCD10、zyxin、TACSTD1等)参与了喉癌的发生、发展,并可能扮演了重要角色     

表达谱分析在恶性肿瘤防治研究中的应用

恶性肿瘤是威胁人类健康和生命的重要疾病之一,病因和发病机制等尚未明了.芯片技术和生物信息学是近年来发展起来的两门科学,其高通量的分析特点在肿瘤这种多基因病的研究方面显示了极大的优越性.利用基因芯片表达谱数据可获取肿瘤细胞生长各期与肿瘤生长相关基因的表达特征,了解癌症发生以及转移的机制,有利于早期发现、判断肿瘤的恶性程度和转移倾向,能够更好的指导临床治疗判断预后,在某些方面甚至提出了全新的概念.目前尚无统一的标准对表达谱芯片获得的海量教据进行分析.常用的分析方法包括差异基因表达分析、聚类分析和判别分析等,研究者根据各自研究的目的和需要不同选择不同的分析方法.在恶性肿瘤的防治方面,表达谱芯片技术主要应用在指导建立更特异和敏感的诊断技术、肿瘤恶性分级和转移机制、肿瘤新药的靶点发现等.随着生物信息学和表达谱芯片技术的不断发展完善,它们必将在恶性肿瘤的防治中发挥更大的作用.     

应用基因芯片技术对疲劳性运动小鼠脑组织脂肪酸代谢相关基因表达的初步研究

目的:采用基因芯片技术分析硬脂酰基-辅酶A去饱和酶2(Scd-2)基因和脑型脂肪酸结合蛋白(B-FABP)基因在疲劳小鼠脑组织中的表达,从基因水平探讨脂类代谢对运动性中枢疲劳产生影响的分子生物学机制.方法:建立疲劳性运动动物模型,应用基因芯片技术对运动性疲劳小鼠脑组织中基因的表达进行分析.结果:疲劳性运动小鼠脑组织中与脂肪酸代谢相关的基因Scd-2和B-FABP显著差异表达.结论:产生运动性中枢疲劳与脂肪代谢相关的蛋白分子基因表达有关联,具有高通量、并行性、快速、准确等优点的基因芯片技术在运动性疲劳机制研究中有广阔的应用前景.     

Cx43基因敲除鼠胚心脏近端流出道组织中Galpha13信号通路基因的差异表达

目的研究Cx43基因剔除(Cx43KO)小鼠胚胎心脏近端流出道组织中基因表达谱的改变,筛选可能导致Cx43KO小鼠流出道梗阻的相关基因。方法以胎龄(embryonic day,ED)14.5天的Cx43KO和野生型(Cx43WT)鼠胚心脏近端流出道部分为研究对象,分别提取总RNA,逆转录成cDNA;并在体外转录为cRNA,同时进行生物素标记及片段化;再与Affymetrix-4302.0基因芯片进行杂交。杂交信号经扫描后,应用相关生物信息软件分析基因表达情况。结果与Cx43WT组相比,Cx43KO组中表达上调2倍以上的基因共有287个,表达下调2倍以上的基因有199个。其中表达差异的基因参与转录调控、细胞周期等主要生理过程。进一步筛查表达差异1.5倍以上的基因发现,Galpha13信号通路上的多个基因在Cx43KO组有明显变化。结论利用基因芯片技术初步筛选出与Cx43KO鼠胚心脏近端流出道发育有关的多个基因,其中Galpha13信号通路上的相关基因可能与Cx43KO小鼠流出道梗阻的发生有关。     

慢性髓细胞性白血病病人骨髓单个核细胞中差异表达基因的筛选

目的:筛选慢性髓细胞性白血病(CML)病人骨髓单个核细胞与正常人的差异表达基因,探讨CML的发病机制.方法:提取正常人和CML病人单个核细胞的RNA,逆转录成cDNA并用地高辛标记,应用全基因组表达谱基因芯片对差异表达基因进行研究,采用Jubilant病理/疾病分类法对CML相关差异表达基因进行分析.结果:共筛选出CM...     

铜绿假单胞杆菌QS相关基因差异表达的研究

选取100个与铜绿假单胞杆菌（Pseudomonas aeruginosa）群感效应（quorum-sensing,QS）相关的基因,克隆这些基因片段于pMD-18T载体,测序鉴定,点样制备cDNA基因芯片。制备cy3-dCTP／cy5-dCTP标记的探针,与芯片杂交。初步研究了处于不同生长期的铜绿假单胞杆菌基因的表达差异。指数中期和平台初期相比,有9个QS基因表达量最著增加,有6个基因表达量显著下降。利用芯片做针对铜绿菌假单胞杆菌药物的筛选：妥布霉素（Tobramycin）给药后细菌基因发生差异表达。证明了该cDNA芯片用于药物筛选的可行性。在国内首次研制开发了QS相关基因的cDNA芯片。应用基因芯片技术建立的铜绿假单胞杆菌QS相关基因研究平台,为找到能较好抑制铜绿假单胞杆菌正常生长的药物研究提出新的解决方法。     

应用基因芯片技术研究原发性腹膜后脂肪肉瘤组织特异性候选基因

目的:原发性腹膜后脂肪肉瘤是一种少见的恶性肿瘤,发病率大约占全部恶性肿瘤的1％,但其却是腹膜后最常见的软组织肿瘤.通过研究原发性腹膜后脂肪肉瘤和正常脂肪组织间的基因表达差异,可以寻找到与原发性腹膜后脂肪肉瘤发生、发展相关的候选基因并为其防治研究提供线索.方法:应用基因芯片技术检测2例原发性腹膜后脂肪肉瘤和相应的正常脂肪组织全基因组序列,分析其基因表达差异.结果:两组间的差异表达基因3828个,其中表达上调有1837个基因,表达下调有1991个基因.其中涉及细胞增殖、黏附、凋亡以及信号通路等多种生物学过程.结论:通过基因表达谱芯片筛选出与原发性腹膜后脂肪肉瘤发生和进展密切相关的基因为其基础研究及临床早期诊断、预防和治疗提供潜在的分子标记和靶基因.     

基于GEO数据库的肝癌相关基因的筛选及验证

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是中国高发的恶性肿瘤之一,识别肝细胞癌发生发展相关基因,对于深入研究肝癌发病机制和开发诊疗靶点均具有重要意义.本研究利用GEO2R工具从基因表达汇编数据库(Gene Expression Omnibus Database,GEO)筛选5个数据集中共有的差异表达基因作为潜在的肝癌相关基因.利用Metascape网站,对差异表达基因进行功能富集及信号通路分析.结合GEPIA(Gene Expres-sion Profiling Interaction Analysis)网站筛选具有临床意义的基因.利用荧光定量PCR技术验证与肝癌预后相关的差异表达基因,候选肝癌相关基因,为后续的深入研究奠定扎实的基础.结果显示,从5个数据集中共发现94个共有的差异表达基因.文献检索后发现24个基因与肝癌发生发展的关系少见文献报道,属于肝癌中未知功能基因.利用GEPIA分析癌症基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)中数据后发现,GINS1在肝癌组织中高表达,与肝癌患者生存期呈负相关;CFHR4和DNASE1L3在肝癌组织中显著低表达,与肝癌患者生存期呈正相关.荧光定量PCR技术证实GINS1在81.3％的肝癌组织中呈现高表达,CFHR4和DNAS-E1L3分别在71.9％和93.8％肝癌组织中低表达.因此,本研究发现GINS1、CFHR4和DNASE 1L3在肝癌组织中显著差异表达,与肝癌患者的预后密切相关,可能作为潜在的判断肝癌患者预后的分子标志物和研发肝癌治疗的潜在靶标.     

LINCS——面向转化医学的细胞反应大数据计划

正近十几年来,基因芯片、转录组测序、蛋白质组等技术的发展是极大地推动了生物医学研究的重要手段.通过基因和蛋白质表达谱分析可以发现疾病发生与发展的关键分子、辅助辨识诊断标志物和药物治疗靶标.然而,传统的组学分析主要关注显著差异表达基因,由于噪声的影响,差异表达分析往往带来较多的假阳性.近年来,基因表达谱关联图谱分析逐渐成为基因表达谱分析的另一重要途径.基因表达谱关联图     

应用基因芯片筛选鼻咽癌信号转导相关基因

目的：建立具有组织特异性的鼻咽癌基因表达谱,筛选鼻咽癌中信号转导相关基因。方法：采用深圳微芯公司基于玻片的包含8046个人类基因的基因芯片,检测7例鼻咽癌组织及1例鼻咽炎组织,初步获得鼻咽癌异常表达基因;结合GO分类从异常表达的基因中筛选信号转导相关基因,以Biocarta信号通路数据库查询筛选基因相关转导信号通路信息。结果：在鼻咽癌组织独得1241个异常用表达基因,其中高表达基因871个,低表达基因343个。发现28个差异表达基因与细胞的信号转导相关,其中表达上调的21个,表达下调的7个。结论：成功建立了具有组织特异性的鼻咽癌基因表达谱,初步获得了鼻咽癌信号转导相关基因。