肥胖及2型糖尿病患者内脏脂肪基因差异表达研究

目的：筛查在正常人、单纯性肥胖患者及肥胖伴2型糖尿病患者内脏脂肪组织中差异表达的基因。方法：利用自制的高密度cDNA芯片,比较正常人、单纯性肥胖患者及肥胖伴2型糖尿病患者内脏脂肪组织中差异表达的基因,以寻找脂肪组织特异的与肥胖及糖尿病发生有关的基因。结果：和正常人相比,在肥胖患者及肥胖伴2型糖尿病患者中上调的基因分别有119个和257个,下调的基因分别有46和58个。这些基因中有77个在两组中均上调,其中包括与代谢有关的基因,如丙酮酸脱氢酶激酶4（PDK4）以及窖蛋白、金属硫因蛋白等;8个基因在两组中均下调,其中包括脂肪合成途径中的关键酶,如3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A（MGA）合成酶、脂肪酸合成酶及硬脂酰辅酶A脱氢酶。另外,酪氨酸-3单加氧酶-色氨酸-5单加氧酶活化蛋白θ（YWHAZ）仅在肥胖伴2型糖尿病患者中上调,而在单纯性肥胖患者中不变,该基因所编码的蛋白在胰岛素信号转导途径中起着负调控的作用。结论：脂肪组织中脂肪生成下降、脂肪酸氧化增加可能是肥胖及2型糖尿病中胰岛素抵抗发生的共同原因,其它基因功能的改变也可能参与了肥胖及2型糖尿病的发生,而胰岛素信号转导受阻可能是肥胖向糖尿病转化的促进因素。对这些基因的进一步研究将有助于更好地了解肥胖及糖尿病的发生机制。     

ABI 1700芯片分析系统在基因差异表达研究中的应用

应用化学发光法标记技术分别对正常和临床慢性髓细胞性白血病（chronic myelogenous leukemia,CML）病人骨髓单个核细胞的RNA进行标记,然后与ABI的人全基因组表达谱芯片杂交,对于杂交后所得到的荧光信号数据,应用1700芯片分析系统对其进行生物信息学分析.实验结果表明,ABI1700芯片分析系统可以对基因芯片杂交后得到的差异表达基因进行疾病学分类和生物功能分类分析,同时还发现与CML相关的差异表达基因75个,因此ABI1700芯片分析系统在芯片研究领域中具有重要的应用价值.     

cDNA芯片差异表达基因检测的非转换方法

cDNA微阵列数据中包含许多变异因素,用于检测差异表达基因和其它统计分析前,必须将这些“噪音”剔除。对数比法（背景校正、对数比转换和数据标准化）已经被广泛应用于cDNA微阵列数据分析中,然而这种方法却存在着一些亟待解决的缺陷。对此,该文提出一种非转换方法,它可免去对数比的转化过程,直接在背景校正后进行数据标准化,可以有效剔除实验“噪音”。研究结果表明：在检测差异表达基因的效率方面,非转换方法比常规的对数比法具有更好的稳健性和更高的检测功效,基因检出率和准确性大大提高。     

应用cDNA芯片分析79个新基因的人胚组织表达谱

大规模cDNA测序和生物信息学技术相结合,得到来自于商品化的人胚肾cDNA文库79个代表新基因的表达序列标签(EST).随后,采用高速度机械手制备这些cDNA的基因芯片,用于鉴定79个新基因的ESTs在20周、26周两个胚胎时期6种组织中的基因表达状况,以研究这些EST片段代表的新基因功能提供线索.通过芯片杂交及结果分析,得到同一个组织两个不同时相8个差异表达的基因,随后的RNA印迹分析的结果与芯片杂交的结果相一致.     

快速老化小鼠海马差异表达cDNA芯片的制作

老年性痴呆(Alzheimer’s disease,AD)是老年人群中最普遍的痴呆类型,是一种神经退行性紊乱疾病,目前临床上还没有有效的治疗方法。快速老化小鼠亚系P8(senescence-accelerated mouse prone8,SAMP8)是研究增龄相关性认知缺陷机制以及研究脑老化机制的良好动物,同时也是研究AD较为理想的实验动物模型之一。cDNA芯片技术可以同时规模研究成千上万个基因的表达,尤其适于AD这种多机制、多靶标、多途径的复杂疾病的研究,为了揭示AD的发病机制,发现用于治疗AD的药物靶标,以SAMP8和SAMR1海马抑制消减cDNA文库中的cDNA片段为材料,以β-actin和G3PDH为内参,设计了16×(1×14)点阵方案,并点制了含有3136个点的SAM海马差异表达cDNA芯片。芯片背景均匀一致,点的大小均一,排列规则整齐。在靶分子与探针杂交过程中,进行了杂交条件和洗涤芯片的优化。将杂交结果进行统计分析,选择差异表达的cDNA进行测序并进行生物信息学分析,用实时定量RT-PCR对部分基因的表达进行了验证,检测了芯片筛选结果的可靠性。该芯片的成功制备为进一步进行差异表达基因的筛选和研究提供了良好的手段,并将成为揭示SAMP8脑老化和AD发病机制的有力手段。     

cDNA RDA——研究基因差异表达的新方法

ｃＤＮＡＲＤＡ——研究基因差异表达的新方法蔡在龙毛积芳胡惠民（第二军医大学生物化学教研室，上海２００４３３）关键词基因差异表达ｃＤＮＡＲＤＡ生物个体发育与基因有序的选择性表达有关。许多疾病的产生是由于基因表达不正常所致，因此，确定细胞中基因表达差异是...     

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。     

基因差异表达研究方法的探讨--从DD-PCR到cDNA RDA

ＤＤ－ＰＣＲ和ｃＤＮＡ ＲＤＡ都是近年发展起来的新技术,它们被应用于生物及医学领域,在基因差异表达和筛选差异基因的研究中有着广泛的前景。本文论述了ＤＤ－ＰＣＲ及ｃＤＮＡ ＲＤＡ的基本技术策略,并对两者进行了比较分析。     

结合SSH和cDNA芯片技术在植物研究中的应用

抑制性差减杂交(Suppression Subtractive Hybridization,SSH)技术是分离差异表达基因的一种新方法。cDNA芯片也是近年来发展起来的一种新技术,它是指将大量的特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针,有规律地排列固定于硅片、玻片、塑料片等固相支持物上制成的芯片。本文主要介绍抑制差减杂交和cDNA芯片技术原理及其在植物研究中的应用。     

cDNA RDA在类似普通2型糖尿病大鼠肾脏组织基因差异表达筛查中的应用

应用代表性差异分析 (cDNARDA)技术 ,对类似普通 2型糖尿病大鼠肾脏组织基因差异表达进行筛查 ,初步探讨类似普通 2型糖尿病大鼠肾脏损害发病的分子机制 .首先以类似普通 2型糖尿病大鼠肾脏组织作为实验组 (Tester) ,正常大鼠肾脏作为对照组或驱动组 (Driver)通过cDNARDA进行基因差异表达筛查 ;最终的差异产物亚克隆到Puc 18载体 ,测序及并进行生物信息学分析 ;半定量RT PCR对筛查到新的基因进行初步的鉴定 .结果发现 9个新ESTs ,2个新基因 .这 2个新基因分别与人及小鼠的丝氨酸蛋白酶抑制因子F ,及真核细胞转录启动因子 3亚单位 5 (EIF 3epsilon)基因有高度的相似性 (>90 % )并在类似普通 2型糖尿病大鼠肾脏组织表达上调 .推测 2个新基因分别是大鼠的丝氨酸蛋白酶抑制因子F及真核细胞转录启动因子 3亚单位 5 .两个新基因在类似普通 2型糖尿病大鼠肾脏组织表达上调 ,可能与类似普通 2型糖尿病大鼠肾脏损害相关 .同时 ,对新基因RS91进行了全长cDNA克隆     

利用基因芯片技术研究两品种鸡脂肪组织差异表达基因

应用包含9024条鸡cDNA的表达谱芯片,对从两品种鸡脂肪组织抽提及纯化的mRNA进行芯片杂交,并对基因表达谱进行分析,旨在筛选高脂肉鸡和白耳蛋鸡脂肪组织差异表达的基因,探讨造成两品种体脂性状差异的分子生物学机理。结果按差异显著阳性标准分析,共筛选出差异表达基因67条,主要涉及脂类代谢、能量代谢、细胞骨架构成、转录和剪接因子以及蛋白质合成与分解等相关基因,此外,还筛选出一些尚未在GenBank上登陆的序列,推测可能是未知的新基因,它们在鸡脂类代谢的过程所起到的作用还需进一步实验证明。     

基因芯片表达谱数据的预处理分析

基因芯片数据的预处理是一个十分关键的步骤,通过数据过滤获取需要的数据、数据转换满足正态分布的分析要求、缺失值的估计弥补不完整的数据、数据归一化纠正系统误差等处理为后续分析工作做准备,预处理分析的重要性并不亚于基因芯片的后续分析,它将直接影响后续分析是否能得到预期的结果.本文重点综述了cDNA芯片的数据预处理,简要地概述寡核苷酸芯片的数据预处理.     

利用功能分类基因芯片研究不同品种猪脂肪中特定基因的发育性变化

利用Oligo功能分类基因芯片检测了瘦肉型的长白猪和脂肪型的太湖猪在1、2、3、4和5月龄间背部皮下脂肪中脂肪沉积代谢和细胞生长调控相关基因的动态表达变化。差异表达分析结果显示1~5月龄的品种间分别有10、6、11、8和19个基因的表达差异倍数大于2倍, 且长白猪有25个基因在不同月龄间的表达差异达显著水平(P<0.05)。其中血管生成素样蛋白4 (ANGPTL4)、组织蛋白酶K (CTSK) 、异柠檬酸脱氢酶2(NADP+) (IDH2)、脂蛋白脂酶 (LPL)、苹果酸酶1 (ME1)、 硬酯酰辅酶A去饱和酶 (SCD)和解藕联蛋白2 (UCP2)这7个基因不仅在同月龄的品种间和品种内的不同月龄间差异表达, 主成分分析结果也显示其表达模式明显偏离其他基因, 提示受到了特殊的调控。聚类分析结果显示1~5月龄间长白猪中正调控脂肪酸代谢基因的表达量逐渐上调, 太湖猪中参与细胞生长调控基因的表达量平缓波动且变化幅度相对较小。另外, 5个差异表达基因的荧光定量RT-PCR验证结果均与芯片结果呈正相关趋势。结果成功筛选出了对猪胴体和肉质性状可能具有重要影响并值得深入研究的一些候选基因, 初步揭示了相关基因的表达变化规律, 为了解生长发育过程中脂肪酸合成与水解的动态平衡过程提供了基础数据。     

利用功能分类基因芯片研究不同品种猪脂肪中特定基因的发育性变化

利用Oligo功能分类基因芯片检测了瘦肉型的长白猪和脂肪型的太湖猪在1、2、3、4和5月龄间背部皮下脂肪中脂肪沉积代谢和细胞生长调控相关基因的动态表达变化。差异表达分析结果显示1~5月龄的品种间分别有10、6、11、8和19个基因的表达差异倍数大于2倍, 且长白猪有25个基因在不同月龄间的表达差异达显著水平(P<0.05)。其中血管生成素样蛋白4 (ANGPTL4)、组织蛋白酶K (CTSK) 、异柠檬酸脱氢酶2(NADP+) (IDH2)、脂蛋白脂酶 (LPL)、苹果酸酶1 (ME1)、 硬酯酰辅酶A去饱和酶 (SCD)和解藕联蛋白2 (UCP2)这7个基因不仅在同月龄的品种间和品种内的不同月龄间差异表达, 主成分分析结果也显示其表达模式明显偏离其他基因, 提示受到了特殊的调控。聚类分析结果显示1~5月龄间长白猪中正调控脂肪酸代谢基因的表达量逐渐上调, 太湖猪中参与细胞生长调控基因的表达量平缓波动且变化幅度相对较小。另外, 5个差异表达基因的荧光定量RT-PCR验证结果均与芯片结果呈正相关趋势。结果成功筛选出了对猪胴体和肉质性状可能具有重要影响并值得深入研究的一些候选基因, 初步揭示了相关基因的表达变化规律, 为了解生长发育过程中脂肪酸合成与水解的动态平衡过程提供了基础数据。     

用限制性cDNA文库制作K562细胞基因表达谱芯片探针

以人红白血病K562细胞为材料,应用限制性显示PCR（RD-PCR）技术构建cDNA文库,该文库通过PCR引物3′端延伸两个不同碱基形成136对引物对cDNA进行限制性扩增,得到136组不同的PCR扩增产物,纯化后与载体连接并转化细菌,即为限制性cDNA文库,根据不同的分组进行克隆的鉴定和分离。并进行大量扩增制备cDNA芯片探针,该方法构建的文库因经过了限制性分组扩增,每组均含有特定的cDNA,因而大大加快了随后克隆的分离 和鉴定的速度,为基因芯片探针制备提供了一个新方法。     

树载脂蛋白CIcDNA序列及其组织表达

分离提取树（ｔｒｅｅｓｈｒｅｗ,ＴＳ）肝组织ｍＲＮＡ,以此为模板,反转录构建了ＴＳ肝组织ｃＤＮＡ文库。利用制备的兔抗ＴＳ载脂蛋白ＣＩ多抗血清为探针筛选该文库,获得两个阳性克隆。测序及序列分析表明：两个克隆均为ＴＳａｐｏＣＩｃＤＮＡ基因。大的克隆由３８０个核苷酸构成,包括２１ｂｐ、９５ｂｐ组成的５′和３′非编码区,２６４ｂｐ组成的一个完整开放阅读框架,编码８８个氨基酸的ａｐｏＣＩ前体,含２６个氨基酸构成的信号肽和６２肽的成熟蛋白。其成熟肽长度与大鼠、小鼠和狗的相应结构一致,但较人和狒狒ａｐｏＣＩ的成熟肽多５个氨基酸。并对其功能域进行了初步预测。ＲＮＡ印迹显示ＴＳａｐｏＣＩｍＲＮＡ不仅主要在肝组织表达;而且不同于人和其他哺乳类动物,亦可少量在小肠表达。上述结果为进一步研究ＴＳａｐｏＣＩ基因组结构、功能和体外表达奠定了基础。     

Differential Response of Obese Gene Expression from Fasting in Bovine Adipose Tissues

To understand the molecular mechanism for intramuscular fat deposition, the expression of the obese gene was examined in response to fasting. Food deprivation for 48 h induced a decrease in the level of obese mRNA in pooled adipose tissues (abdominal, perirenal, subcutaneous, intermuscular and intramuscular). The expression of obese mRNA was examined for individual adipose tissue from several fat depots. It was highly expressed in perirenal adipose tissue, but fasting did not affect its expression level in this tissue. Moderate levels were detected in subcutaneous and intermuscular adipose tissues, and a fasting-induced decrease in obese mRNA was apparent in these tissues. The expression level of the obese gene in intramuscular adipose tissue was very low and did not respond to fasting.     

Differential Gene Expression Analysis by DNA Microarray Technology and Its Application in Molecular Oncology

Accumulation of genetic and epigenetic aberrations leads to malignant transformation of normal cells. Functional studies of cancer using genomic and proteomic tools aim to reveal the true complexity of the processes leading to cancer development in humans. Until recently, diagnosis and prognosis of cancer was based on conventional pathologic criteria and epidemiological evidence. Certain tumors were divided only into relatively broad histological and morphological subcategories. Rapidly developing methods of differential gene expression analysis promote the search for clinically relevant genes changing their expression levels during malignant transformation. DNA microarrays offer a unique possibility to rapidly assess the global expression picture of thousands genes in any given time point and compare the results of detailed combinatory analysis of global expression profiles for normal and malignant cells at various functional stages or separate experimental conditions. Acquisition of such genetic portraits allows searching for regularity and difference in expression patterns of certain genes, understanding their function and pathological importance, and ultimately developing the molecular nosology of cancer. This review describes the basis of DNA microarray technology and methodology, and focuses on their application in molecular classification of tumors, drug sensitivity and resistance studies, and identification of biological markers of cancer.     

DNA甲基化与脂肪组织生长发育

DNA甲基化作为一种重要的表观遗传学修饰方式,在维持正常细胞功能、遗传印记、胚胎发育以及人类肿瘤发生中起着重要作用。DNA甲基化最重要的作用是调控基因表达,它是细胞调控基因表达的重要表观遗传机制之一。近年来的研究发现,DNA甲基化在脂肪组织生长发育以及肥胖症发生过程中发挥着重要作用。DNA甲基化通过调控脂肪细胞分化转录因子、转录辅助因子以及其他脂肪代谢相关基因的表达,从而调控脂肪组织的生长发育。该文综述了脂肪组织生长发育过程中DNA甲基化的最新研究进展,探讨了脂肪组织DNA甲基化的研究趋势和未来发展方向。