基因芯片在研究病毒感染宿主基因表达谱中的应用

人类基因组计划提供的海量基因信息以及功能基因组学理论和技术的出现,为研究病毒与宿主相互作用提供了难得的历史机遇。病毒作为一种严格的细胞内寄生物,感染宿主后会引起宿主细胞形态和功能的改变。这些变化主要由于病毒感染导致宿主细胞基因表达变化所引起。通过基因芯片技术研究病毒感染宿主的基因表达谱变化,可以发现病毒感染宿主细胞在分子水平上的应答,从而为病毒性疾病的预防、诊断和临床治疗提供新的策略。     

猪瘟病毒基因表达谱芯片的可靠性研究

通过同种组织RNA自身比较实验及不同组织RNA的差异分析实验对猪瘟病毒(classic swine fever virus, CSFV)cDNA芯片实验的重复性进行检验.利用相关系数(correlationcoefficient, R)、变异系数(coefficientofvariation, CV)和假阳性率(falsepositiverate, FPR)分析猪瘟病毒cDNA芯片数据的可靠程度,对cDNA芯片实验数据作了整体的评估.结果证实,该芯片系统得到的猪瘟病毒cDNA表达谱数据相关系数一般大于0.9,假阳性率控制在2 %以内.另外,通过比较猪瘟病毒芯片制备中点样浓度、mRNA和总RNA以及不同标记过程对实验的影响,来分析猪瘟病毒芯片数据的系统误差来源,得出结果:重复两次实验,可以克服绝大部分实验系统引入的假阳性.     

大鼠成长期左心室基因表达谱的变化

为观察大鼠发育成熟过程中心脏生长与其基因表达谱变化的关系 ,应用超声心动术检测 8、10、12周龄Wistar大鼠的心脏结构和功能指标 ,应用cDNA基因芯片技术观察心脏基因表达水平的变化。大鼠从 8周龄生长至12周龄 ,体重增加约 45 7% ( 2 87± 13 gvs 197± 10g) ,前 2周和后 2周增加幅度相近。心脏左心室重量和室壁厚度分别增加约 2 7 7% ( 0 60± 0 0 3 gvs 0 47± 0 0 2 g)和 2 3 6% ( 2 0 4± 0 0 4mmvs 1 65± 0 13mm) ,前 2周增加幅度明显大于后 2周。基因表达谱的改变涉及细胞结构、代谢、氧化应激及信号转导等多方面的基因。 10周龄和 8周龄大鼠比较 ,变化的基因多数上调 ;12周龄和 10周龄大鼠比较 ,基因表达谱基本又返转至 8周龄水平。结果表明 ,大鼠在成长期的 4周内 ( 8- 12周龄 ) ,左心室基因表达谱发生的变化适应生理性心肌生长需要     

基因芯片技术与基因表达谱研究

基因芯片技术是近年来出现的分子生物学与微电子技术相结合的最新DNA分析检测技术,该技术将成为信息科学与生命科学之间的联系纽带,为后基因组时代基因功能的分析提供一种最重要的技术手段,目前基因芯片技术已在基因表达谱等研究中得到广泛应用。     

免疫性损伤小鼠肝脏的基因表达谱变化

采用卡介苗和脂多糖联合诱导的方法建立小鼠免疫性肝损伤模型, 分别提取正常对照组与免疫性肝损伤组小鼠的肝脏总RNA, 经反转录用Cy3-dUTP和Cy5-dUTP分别标记制备对照组与模型组来源的cDNA探针, 并将cDNA探针与小鼠基因表达谱芯片杂交, 杂交结果经芯片扫描仪扫描并用相关软件进行分析. 结果表明, 与对照组相比, 免疫性肝损伤组有293条基因发生了差异表达, 其中188条基因表达量明显上调, 另外105条基因表达量明显下调. 通过对一些关键差异表达基因的生物学功能分析表明, 卡介苗与脂多糖联合诱导的小鼠免疫性肝损伤的发生、发展过程与肝细胞的免疫反应、细胞合成与代谢、细胞凋亡及转运等过程密切相关, 这对进一步阐明免疫性肝损伤高度相关的基因表达调控网络, 进而阐明免疫性肝损伤的病理机制具有十分重要的作用.     

大鼠不同心肌肥厚模型左心室基因表达谱变化的比较

为了解心肌肥厚时基因表达谱的变化规律,本实验复制了三种大鼠心肌肥厚模型：肾上腹主动脉缩窄(suprarenal abdominal aortic stenosis,SRS)、动静脉瘘(arterial-vein fistula,AVF)和去甲。肾上腺素持续静脉输注(jugular vein infusion of norepinephrine,NEi),并应用组织化学方法和超声心动术检测大鼠心脏结构和功能指标,应用cDNA基因芯片技术检测心脏基因表达水平的变化。SRS和NEi引起大鼠向心性心肌肥厚,AVF引起大鼠离心性心肌肥厚,其中NEi大鼠心肌纤维化明显。对不同心肌肥厚模型间大鼠左心室基因表达谱的变化进行两两比较。结果显示,有部分基因在不同模型中表达水平均发生变化,其中多数基因在两种模型中表达水平改变的方向相同,也有少部分基因在两种模型中表达水平改变方向相反。综合比较三种心肌肥厚模型的基因表达谱,各种模型都有特异的基因表达变化,但是有19个基因在三种心肌肥厚模型中表达水平均发生改变。研究结果有可能成为心肌肥厚的标志性基因或治疗靶点,为心肌肥厚发生机制的深入研究提供了新的线索。     

病毒感染引发细胞凋亡

本文综述了引起细胞凋亡的病毒以及它们相关的基因和蛋白;并从细胞和病毒之间的相互作用关系的角度出发,认为凋亡是机体对付病毒感染的一种抗病毒的防御机制;病毒病在相当程度上是细胞凋亡异常所致;据此可以找出治疗病毒感染的新途径。     

凋亡和周期基因芯片研究As2O3对NB4细胞凋亡相关基因表达谱的影响

目的:利用细胞凋亡和周期基因芯片研究As₂O₃作用前后NB4细胞基因表达谱的差异性,寻找As₂O₃诱导NB4细胞凋亡的相关基因并分析其可能机制。方法:流式细胞仪检测细胞凋亡率,抽提对照及诱导组细胞的mRNA,通过逆转录将As₂O₃处理前后的NB4细胞cDNA进行生物素标记,用含269个目的基因的细胞凋亡和周期基因芯片进行杂交,GEArray软件分析,筛选出As₂O₃诱导前后表达有差异的基因。芯片结果用荧光定量聚合酶链反应(realtimepolymerasechainreaction)进行验证。结果:筛选出As₂O₃作用前后表达有差异的基因共100条(占芯片基因总数的37.2%),其中97条(97/100,97%)基因表达上调,3条(3/100,3%)基因表达下调。表达上调的基因主要包括肿瘤坏死因子配体和受体家族、bcl2家族、半胱氨酸家族、DNA损伤检测和P53途径以及细胞分裂周期蛋白和激酶等基因。结论:As₂O₃主要通过上调促凋亡基因表达来诱导NB4细胞凋亡,其中TNFSF15、Apaf1、Caspase3和p16等基因可能参与As₂O₃诱导的NB4细胞凋亡,As₂O₃诱导NB4细胞凋亡的可能机制主要涉及TNF途径、线粒体途径、Caspase途径、细胞周期抑制途径和P53途径等。     

基因表达谱芯片杂交影响因素的初步研究

通过对K562细胞基因表达谱芯片杂交影响因素的研究表明,用限制性显示技术制备的cDNA探针长度较均一,适合基因芯片杂交;在42℃条件下含甲酰胺的杂交液中杂交16．20h,可保证样品的有效杂交。并表现出很好的杂交特异性;用RD-PCR或线性PCR对少量样品进行扩增,并用荧光(Cy3或Cy5)标记的通用引物对样品进行标记,可提高芯片检测的灵敏度;一次杂交反应总RNA的用量仅需0．5～10μg,在每cm^2约含1000～1500个点的阵列中杂交时,标记样品用量1～2μg为宜;用PCR产物纯化柱对荧光标记产物进行纯化,可大大减小背景荧光,提高信噪比;同一批芯片经同一样品杂交结果的重复性很好,相关系数高达97．8％     

大鼠胰腺胚胎发育功能相关基因表达谱的分析

目的:研究大鼠胰腺胚胎发育不同阶段的基因表达谱,对比其功能相关基因随大鼠胰腺发育的变化.方法:采用显微分离及提取技术获得胚胎发育不同阶段胰腺组织并提取RNA,采用高密度寡核普酸芯片(Affemetrix芯片)对胚胎发育至第12.5天、15.5天、18.5天胚胎胰腺及成年胰腺进行基因转录水平分析,用生物信息学方法分析具体基因的表达情况.结果:胰腺的生物学功能尤其beta细胞功能相关基因insulin RNA,amylopsin RNA,GLUT-2 RNA等在胚胎15.5及18.5天显著高表达.结论:E15.5到E18.5直至出生是胰腺功能完善和成熟的阶段,这个时期以细胞功能成熟为主.     

猪瘟病毒结构蛋白E~(rns)在E.coli中的高效表达及纯化

猪瘟(Classical swine fever,CSF)是由猪瘟病毒(Classical swine fever virus,CSFV)引起的猪的高度接触性传染病,是严重危害养猪业的传染病之一。CSFV基因组为单股正链RNA分子,长约12.3kb,仅编码一个开放性阅读框。位于5′端的囊膜糖蛋白Erns、E1和E2构成了CSFV的外壳,其中Erns     

猪霍乱沙门菌载体介导猪瘟病毒DNA免疫研究

构建了猪瘟病毒(CSFV)主要保护性抗原E2基因的真核表达质粒pVAXE2。将其电转化猪霍乱沙门氏菌C500疫苗株,得到了携带pVAXE2质粒的猪霍乱沙门氏菌工程菌株S.C500/pVAXE2,对该菌株的特征、培养特性和生化特性进行了鉴定。分别用1×10⁸CFU、2×10⁹CFU S.C500/pVAXE2经口服或肌肉注射免疫小鼠和家兔,间接ELISA检测免疫动物的特异性抗体,在第三次免疫后2周用20ID50猪瘟兔化弱毒和致死量猪霍乱沙门氏菌强毒株对免疫兔进行攻击。结果表明,S.C500/pVAXE2保持了猪霍乱沙门氏菌原有形态特征、培养特性和生化特性,免疫鼠和兔都产生了抗CSFV和猪霍乱沙门菌的ELISA抗体,免疫家兔能抵抗猪瘟兔化弱毒株和猪霍乱沙门氏菌强毒株的攻击。显示了以S.C500为DNA运输载体构建二联或多联猪用疫苗的可行性。     

猪瘟病毒NS2-3抗原集中区基因的原核表达及鉴定

为获得猪瘟病毒(classical swine fever virus, CSFV) NS2-3抗原集中区蛋白,并建立CSFV抗体快速检测方法.本研究以CSFV全长基因组质粒为模板,PCR扩增NS2-3抗原表位集中区,利用扩增片段和克隆载体,构建重组表达质粒,命名为pET32a-NS2-3-1.重组表达质粒转化Rosetta (DE3)细胞,利用IPTG诱导表达, SDS-PAGE电泳和Western-blot鉴定重组表达产物.结果表明,重组质粒pET32a-NS2-3-1在28℃诱导5 h得到高效表达,重组蛋白能够与兔抗CSFV阳性血清发生反应.获得CSFV NS2-3抗原集中区蛋白,并且获得的重组蛋白具有抗原性,能够作为CSFV抗体检测的抗原.     

利用表达谱基因芯片筛选溃疡性结肠炎差异表达基因

目的:利用人类全基因组表达谱芯片技术,分析溃疡性结肠炎患者和健康者基因表达谱差异,筛选出溃疡性结肠炎相关基因。方法:采用Trizol法提取8例溃疡性结肠炎患者和8例健康对照者结肠粘膜组织总RNA并纯化,逆转录合成c DNA,利用荧光染料Cy3标记aa UTP,转录合成标记的c RNA,并与Agilent人类全基因组表达谱芯片杂交,扫描荧光信号图像,对芯片原始数据进行归一化处理,利用倍数差异和t检验计算筛选出相关差异表达基因,采用DAVID在线分析系统进行基因的功能注释和关联分析,明确差异基因的生物学功能,并对部分差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证。结果:筛查出溃疡性结肠炎结肠粘膜组织差异表达基因4132个,其中上调基因2004个,下调基因2128个。选取6条差异表达基因进行PCR验证,结果有3条基因表达上调,3条基因表达下调,表达趋势与芯片结果一致。结论:溃疡性结肠炎患者与健康对照者基因表达存在明显差异,分析这些差异表达基因有助于我们探索溃疡性结肠炎的发病机制,为疾病的治疗提供理论依据。     

猪瘟病毒E2蛋白B/C抗原区基因在毕赤酵母中的表达与鉴定

基于猪瘟病毒主要保护性抗原---E2囊膜糖蛋白有两个相对独立的抗原结构单位---B/C抗原区和A/D抗原区 ,设计引物扩增编码猪瘟病毒E2蛋白B/C抗原区的基因 ,将大小为261bp的PCR产物插入含有强启动子P_AOX1和α-MF信号肽序列的巴斯德毕赤酵母 (Pichiapastoris)表达载体pPICZαC中 ,构建成重组质粒pPICZα-BC ,酶切线性化后电穿孔导入巴斯德毕赤酵母菌X₃₃ 中 ,经Zeocin^TM 筛选得到 3株高拷贝转化子 ,甲醇诱导表达 ,SDS-PAGE和Westernblot及ELISA试验表明 ,酵母培养上清液中含有具有良好反应原性的E2蛋白。为研究亚单位疫苗或诊断抗原打下坚实基础。     

猪瘟病毒的重组分析

以21株猪瘟病毒的编码序列作为研究对象,通过对基因树的比较和四重体分析,研究猪瘟病毒毒株间可能的重组关系。分析结果表明,ALD(D49532)与GPE-(D49533)问可能有一重组片段E0、E1和E2,而持续感染毒株CSFV39(AF407339)中的NS5A-NS5B可能来源于Shimen强毒株(AF092448),这说明不同猪瘟病毒极有可能在自然环境或减毒疫苗的应用过程中由于混合感染而发生遗传物质的交换,从而适应宿主环境的改变,并产生特殊的表型。     

猪瘟病毒衣壳蛋白靶向核酸酶表达系统的建立及鉴定

根据猪瘟病毒衣壳蛋白(C)基因序列设计一对引物,RT-PCR扩增获得编码猪瘟病毒衣壳蛋白的C基因,将其插入到含有葡萄球菌核酸酶(SN)基因的真核表达载体pcDNA-SN中,筛选获得重组质粒pcDNA-C-SN。脂质体转染猪肾细胞(PK-15),并经G418稳定筛选,通过RT-PCR、免疫印迹和间接免疫荧光鉴定表达的融合蛋白,体外DNA消化试验检测核酸酶活性。结果表明融合蛋白C-SN在PK-15细胞中获得了稳定表达,能够被兔抗猪瘟病毒衣壳蛋白多抗所识别,并具有良好的核酸酶活性,能够对DNA进行切割。同时,稳定表达融合蛋白C-SN的PK-15细胞系中能够有效抑制猪瘟野毒的增殖,使其感染性降低102～103倍。这些结果为进一步将衣壳蛋白靶向病毒灭活策略应用于抵抗猪瘟病毒感染奠定了基础。     

猪瘟病毒囊膜糖蛋白E2中和表位的定位及其免疫反应性分析

猪瘟病毒(CSFV)囊膜结构糖蛋白E2(gp55)是激发保护性免疫应答的主要抗原蛋白。E^ms和E2与细胞表面受体的相互作用介导病毒对细胞的感染过程。采用抗CSFV中和性单克隆抗体c24／10,淘选噬菌体展示的12肽随机肽库,结合噬菌体拟位免疫反应性分析结果,对CSFV E2蛋白中和表位进行定位。结果表明：F2蛋白的SPTTLR基序(832～837位氨基酸)构成CSFV特异性线性中和表位,基序的第一、二、三位氨基酸是表位与单克隆抗体c24／10结合所必需的氨基酸,也是表位的关键性氨基酸。     

猪瘟病毒感染性cDNA克隆的构建及其致病性

为了建立研究猪瘟病毒的技术平台,利用RT-PCR技术构建了猪瘟病毒中国石门株(Shimen)的全长有感染性cDNA克隆pT7SM。通过体外转录线性化的pT7SM并将转录的RNA转染至PK-15细胞中,获得了猪瘟病毒粒子。再用间接免疫荧光法测定了其生长曲线,通过电镜观察到重组病毒呈球形,具有囊膜结构。进一步把获得的猪瘟病毒粒子感染非免疫实验猪,结果子代病毒与石门株类似,对非免疫实验猪有强烈的致病性,证明该全长cDNA克隆可靠稳定,忠实地保留了石门株病毒的感染性和致病特征。由此为进一步探讨猪瘟病毒的致弱机制及病毒与机体相互作用的机制打下了良好的基础。