基于基因表达谱的肿瘤特异基因表达模式研究

基于肿瘤基因表达谱, 利用生物信息学的方法, 从肿瘤与正常组织的样本分类入手就肿瘤特异表达基因的发现及其表达模式问题进行了分析和研究, 进而探讨了肿瘤在基因表达上的特点. 首先, 在分析肿瘤基因表达谱特点的基础上, 提出了基于Relief算法的样本分类特征基因选取策略; 然后, 以支持向量机为分类工具进行样本类型的识别, 以分类错误率为标准选取样本分类特征基因, 并对其中反映肿瘤与正常样本组织构成特点的组织特异表达基因进行排除以突出肿瘤样本真实的类别特征; 最后结合统计学方法, 从信息学的角度论证了分类特征基因在肿瘤组织中特异表达的确实性和普遍性, 并对这些基因在肿瘤组织中呈现出的特异的表达模式进行了分析.     

DNA微阵列技术及其在肿瘤生物学中的应用

人类基因组测序工作的完成使人们可以方便地调用任何基因序列,但仅有基因序列并不能解释众多的生物学问题,这要求发展一种高通量的技术用于研究基因的生物学功能以及基因的相互作用。DNA微阵列技术以其高通量的特点,已经在肿瘤生物学的研究中逐渐被采用。由于癌症是源于基因表达谱改变的基因疾病,通过DNA微阵列技术研究癌症细胞和对应的正常细胞的基因表达差异,将会使人们更好地了解肿瘤的形成和发展过程。     

应用cDNA微阵列研究肿瘤基因表达谱

随着研究水平的深入 ,对基因在发育过程中、生理反应中和疾病发展中表达上的时空差别 ,基因蛋白质产物的亚细胞定位和细胞分子间的相互作用等研究领域的开拓 ,所涉及到的基因的广泛性用传统方法研究已很难达到要求 ,因此一些新的研究方法应运而生 ,基因表达谱的研究即为其中之一。基因表达谱 ( ｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｆｉｌｅ)是指细胞中所有基因表达的格局 ,具体说来就是指细胞中产生所有ｍＲＮＡ的总和。对于所有的ｍＲＮＡ来说 ,通常采用的研究方法是将其逆转录成ｃＤＮＡ ,通过构建ｃＤＮＡ文库 ,再进行分析研究。原先采用…     

肿瘤相关基因表达检测寡核苷酸芯片的制备及其初步应用

为研制肿瘤相关寡核苷酸芯片,并实现其在抗肿瘤反义核酸“癌泰得”作用机理研究方面的初步应用,制备了包含近450种肿瘤相关基因特异寡核苷酸探针的寡核苷酸芯片,建立了相应的质控标准.“癌泰得”用脂质体转染HepG2肿瘤细胞,提取细胞总RNA反转录并荧光标记cDNA,用制备的寡核苷酸芯片检测肝癌细胞HepG2的肿瘤相关基因表达水平,用软件分析获得其差异基因表达谱.0.4 μmol/L的反义核酸“癌泰得”作用于HepG2细胞15 h后,MDNCF、DHS等基因mRNA表达下调,MUC2、MPP11、LAT、HRIF-B、JNK3A1等mRNA基因表达上调,初步检测到了“癌泰得”的抗肿瘤作用可能的相关基因,为进一步的分子作用机理的探讨奠定基础.结果表明,制备的肿瘤相关芯片敏感度高、特异性高、重复性均较好,可用于检测肿瘤相关基因的表达谱,为临床诊断和基础研究提供了技术平台.     

基因表达系列分析(SAGE)技术在肿瘤研究中的应用

基因表达系列分析(serial analysis of gene expression,SAGE)是一项高效、快捷、低成本的研究生物基因表达水平的方法,广泛用于各种肿瘤的分析研究。SAGE技术对于全面分析肿瘤组织基因表达谱、寻找肿瘤特异性表达新基因、发现肿瘤组织特异标志物和揭示肿瘤发病的分子机制发挥重要的作用。随着“肿瘤基因组解剖工程”(CGAP)的进行,CGAP SAGE可以通过网站分析和展示SAGE数据,并自动的将基因名称和SAGE转录物水平联系起来。因此,这为SAGE技术深入和广泛研究肿瘤提供了方便。     

细胞视黄酸结合蛋白与肿瘤相关研究

细胞视黄酸结合蛋白(CRABP)在细胞质介导视黄酸与细胞核上视黄酸核受体之间互相作用,同时促进视黄酸代谢酶类的活性,增强视黄酸的转化速率。在脊椎动物细胞中,CRABP包含两种高度同源蛋白质:CRABP1和CRABP2。CRABP属于低分子量的蛋白质,种属间高度保守。现有研究表明在许多肿瘤中存在CRABP基因异常甲基化,基因表达水平较正常组织有差别;CRABP基因异常甲基化与部分肿瘤患者低生存率存在相关性,CRABP基因可以成为常见的肿瘤诊断以及判断预后的分子靶标。     

基于SVM和平均影响值的人肿瘤信息基因提取

基于基因表达谱的肿瘤分类信息基因选取是发现肿瘤特异表达基因、探索肿瘤基因表达模式的重要手段。借助由基因表达谱获得的分类信息进行肿瘤诊断是当今生物信息学领域中的一个重要研究方向,有望成为临床医学上一种快速而有效的肿瘤分子诊断方法。鉴于肿瘤基因表达谱样本数据维数高、样本量小以及噪音大等特点,提出一种结合支持向量机应用平均影响值来寻找肿瘤信息基因的算法,其优点是能够搜索到基因数量尽可能少而分类能力尽可能强的多个信息基因子集。采用二分类肿瘤数据集验证算法的可行性和有效性,对于结肠癌样本集,只需3个基因就能获得100%的留一法交叉验证识别准确率。为避免样本集的不同划分对分类性能的影响,进一步采用全折交叉验证方法来评估各信息基因子集的分类性能,优选出更可靠的信息基因子集。与基它肿瘤分类方法相比,实验结果在信息基因数量以及分类性能方面具有明显的优势。     

卵巢癌肝转移灶高表达基因SFT2D1的生物信息学分析

目的：研究肿瘤原发灶和转移灶的基因表达差异,并采用生物信息学方法对一条卵巢癌肝转移灶高表达基因SFT2D1进行初步分析。方法：分别将卵巢癌原发灶和肝转移灶组织标本mRNA用Cy3-dUTP和cy5-dUTP标记后与表达谱芯片杂交,通过信号扫描、处理后获得两者的表达差异基因。并用生物信息学方法对一条无功能研究的新基因SFT2D1进行初步分析,阐明了它的基因姑构、染色体定位、编码蛋白质的理化性质、亚细胞定位、蛋白质功能域等信息。并对多物种中的相似性蛋白进行了系统进化分析。结果：表达谱芯片发现了共272条差异表达基因。对新基因SFT2D1的上述性质进行了有效的预测,基本明确了该基因编码蛋白为一内质网跨膜蛋白,可能参与肿瘤转移相关蛋白的合成与加工。结论：表达谱芯片技术是一种研究肿瘤转移基因表达差异的有效的高通量研究方法。通过生物信息学分析,表明新基因SFT2D1是一个有肿瘤转移研究价值的新靶点。     

抑制消减杂交分离肿瘤血管生成相关基因

为获得肿瘤血管生成相关基因 ,以便为抗血管形成治疗肿瘤的新策略提供有价值的靶位 ,采用人新鲜的肝癌、肺癌组织匀浆活化人脐静脉内皮细胞 (HUVEC) ,并构建了cDNA表达文库 .利用抑制消减杂交 (SSH)获得活化HUVEC高表达的基因片段 ,放射标记后筛选文库 .获得的阳性克隆进一步进行差异杂交筛选 ,去除假阳性 .共获得了 177个阳性克隆 ,对其中 74个克隆进行序列分析 ,发现它们代表 32个基因 ,其中多个与肿瘤血管生成相关 ,1个为与细胞色素c氧化酶亚单位Ⅲ同源的新基因 ,2个为功能未知的假定蛋白基因 .研究结果表明 ,用肿瘤组织匀浆模拟肿瘤内环境活化HUVEC ,并通过比较活化前后基因表达谱的差异可以分离到肿瘤血管生成相关的基因 .     

MicroRNA与肿瘤相关的信号转导通路

信号转导通路在细胞代谢、生长、增殖、应激、发育和凋亡等生命活动中具有极为重要的作用。干扰这些通路将可能影响细胞的正常发育, 甚至导致肿瘤。MicroRNA(miRNA)是近年来在真核生物中发现的、在转录后水平负调节基因表达的一类长度约22个核苷酸的非编码小RNA, 其靶基因数目众多, 生物学功能广泛。在多种肿瘤中发现了miRNA的异常表达, 提示后者与肿瘤发生有关, 可能机制为调控癌基因或肿瘤抑制基因的表达。此外亦发现miRNA的靶基因有许多作用于肿瘤相关的信号转导通路。miRNA在肿瘤发生过程中的重要调控功能预示其将成为人类癌症诊断和治疗方面的新星。     

卵巢癌肝转移灶高表达基因SFT2D1的生物信息学分析

目的:研究肿瘤原发灶和转移灶的基因表达差异,并采用生物信息学方法对一条卵巢癌肝转移灶高表达基因SFT2D1进行初步分析。方法:分别将卵巢癌原发灶和肝转移灶组织标本mRNA用Cy3-dUTP和Cy5-dUTP标记后与表达谱芯片杂交,通过信号扫描、处理后获得两者的表达差异基因。并用生物信息学方法对一条无功能研究的新基因SFT2D1进行初步分析,阐明了它的基因结构、染色体定位、编码蛋白质的理化性质、亚细胞定位、蛋白质功能域等信息。并对多物种中的相似性蛋白进行了系统进化分析。结果:表达谱芯片发现了共272条差异表达基因。对新基因SFT2D1的上述性质进行了有效的预测,基本明确了该基因编码蛋白为一内质网跨膜蛋白,可能参与肿瘤转移相关蛋白的合成与加工。结论:表达谱芯片技术是一种研究肿瘤转移基因表达差异的有效的高通量研究方法。通过生物信息学分析,表明新基因SFT2D1是一个有肿瘤转移研究价值的新靶点。     

肿瘤低密度脂蛋白受体相关蛋白(即LRP1B)在急性白血病中的表达

目的:研究肿瘤低密度脂蛋白受体相关蛋白(Lipoprotein receptor-related protein in tumor LRP1B)在急性白血病中的表达情况.方法:病例组采集36例临床初诊为急性白血病患者的骨髓,淋巴细胞分离液分离出单个核细胞,常规方法提取细胞总RNA后逆转录为cDNA,LRP1B特异性引物PCR扩增cDNA第一链,并将扩增产物纯化后测序.采集10例感染性骨髓标本作为正常对照组.结果:LRP1B基因在急性白血病中有表达,36例样本中16例有PCR扩增产物,产物经纯化测序后未发现有外显子的缺失及重复等改变.在10例正常对照中8例有扩增产物.病例组与对照组比较LRP1B基因表达率及相对表达水平明显降低(p值<0.05).结论:LRP1B作为一个候选的肿瘤抑制基因,在多种肿瘤中发挥重要作用,但是在白血病中的表达情况尚无报道.本实验证实了该基因在血液系统中有表达,但是在白血病中未发现该基因常见的外显子缺失及重复等情况发生.但证实在白血病中该基因表达水平较正常对照组明显减低,提示该基因与急性白血病的发病相关.为深入研究该基因在白血病中所发挥的作用奠定了基础.从而为肿瘤的基因诊断及治疗提供了部分实验室依据.     

靶向Survivin基因与肿瘤

Survivin基因不仅表达于绝大多数的肿瘤细胞中,也存在于人体正常的细胞中,它具有抑制凋亡和调节有丝分裂的双重作用．临床研究表明：下调Survivin基因的表达或者抑制Survivin蛋白的功能,可以降低肿瘤细胞的生长潜力、增加凋亡的比例,而且可以增强肿瘤细胞对抗肿瘤药物和放射线的敏感性．许多抗肿瘤药物通过诱导细胞凋亡而发挥功能．但某些肿瘤表现出对它们的耐药性。导致肿瘤耐药性的一个最重要的因素就是Survivin的表达．有关细胞凋亡途径和Survivin基因表达等方面的研究可为发现和发展新型抗肿瘤药物提供新的途径．     

miRNA参与肿瘤基因表达调控研究进展

调查表明,我国城乡居民恶性肿瘤死亡率属于世界较高水平,而且呈持续的增长趋势。近年来的研究发现在肿瘤的发生与发展过程中涉及到多种因素,其中mi RNA可能扮演了重要的作用。mi RNA是一种长度约为22 nt的非编码短序列RNA,通过介导特异性的基因沉默导致靶m RNA降解,促使相应蛋白质的转译受阻而失去原有编码蛋白质的功能。mi RNA在细胞分裂周期中影响着基因的表达调控,在此过程中基因表达的失控就可能导致疾病的发生。而肿瘤的发生是以细胞恶变为基础,细胞恶变则是与细胞周期调控因素失衡相关,由此提示了一些mi RNA可能参与了肿瘤的发生、发展过程并在其中发挥了重要作用。随着研究的深入,mi RNA逐渐成为肿瘤诊治的新研究方向。本文主要讨论mi RNA在肿瘤基因表达调控方面的研究进展。     

基于邻接矩阵分解的肿瘤亚型特征提取方法

基于肿瘤基因表达谱的肿瘤分类是生物信息学的一个重要研究内容。传统的肿瘤信息特征提取方法大多基于信息基因选择方法,但是在筛选基因时,不可避免的会造成分类信息的流失。提出了一种基于邻接矩阵分解的肿瘤亚型特征提取方法,首先对肿瘤基因表达谱数据构造高斯权邻接矩阵,接着对邻接矩阵进行奇异值分解,最后将分解得到的正交矩阵特征行向量作为分类特征输入支持向量机进行分类识别。采用留一法对白血病两个亚型的基因表达谱数据集进行实验,实验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

一种基于类均值的肿瘤基因芯片数据的标准化方法

：分析了当前常用的标准化方法在肿瘤基因芯片中引起错误分类的原因,提出了一种基于类均值的标准化方法．该方法对基因表达谱进行双向标准化,并将标准化过程与聚类过程相互缠绕,利用聚类结果来修正参照表达水平．选取了5组肿瘤基因芯片数据,用层次聚类和K-均值聚类算法在不同的方差水平上分别对常用的标准化和基于类均值的标准化处理后的基因表达数据进行聚类分析比较．实验结果表明,基于类均值的标准化方法能有效提高肿瘤基因表达谱聚类结果的质量．     

p53肿瘤抑制基因

正常细胞的增殖常取决于促进生长的原癌基因和抑制生长的肿瘤抑制基因的平衡调节。原癌基因的激活或者肿瘤抑制基因的失活都能导致细胞生长的失控。事实上,许多肿瘤的发生需要基因组中这两类基因的同时突变。虽然人们对肿瘤抑制基因的认识较细胞癌基因晚了近10年,但当今它已成为了解肿瘤起源分子     

基因表达谱芯片在肿瘤基因组学中的应用

表达谱芯片 ,是指将几千个基因特异的探针或其ｃＤＮＡ片段固定在一块基因芯片上 ,对来源于不同个体 (正常人与患者 )、不同组织、不同细胞周期、不同发育阶段、不同病变、不同刺激 (包括不同诱导、不同治疗手段 )下的细胞内的ｍＲＮＡ或逆转录产物ｃＤＮＡ进行检测从而大规模对这些基因表达的个体特异性、组织特异性、发育特异性、分化阶段特异性、病变特异性、刺激特异性进行综合的分析和判断。基因表达谱芯片研究基因在不同组织或细胞、不同发育阶段中基因表达的改变 ,通过基因表达的改变进而阐明基因的功能。1 .杂交信号检测原理用不同…     

PLK1 与妇科肿瘤的研究进展

人类肿瘤生成过程由很多复杂环节组成,其主要现象表现为细胞分裂增殖的失调控生长。细胞分裂都必须按照正常细胞程序的每一个步骤进行才能保证机体的正常运转,细胞周期依赖分子PLK1是调节正常细胞有丝分裂、胞质分裂,以及对DNA受损伤后进行一系列反应调节的重要因子。它在细胞周期中的作用已有多位学者共同认识,当细胞失调控时检测到PLK1存在过量的表达,同时大量研究表明,人类PLK1基因不仅在多种已发现的恶性肿瘤中有此现象,而且在一些肿瘤中,它关系到这些肿瘤的发生发展及预后,被认为其可能成为一种新的肿瘤标志物,还可作为肿瘤定向分子靶向治疗中的一个有效目的基因的靶点,并且近年来对PLK1在肿瘤基因蛋白靶向治疗方面的药物研究开发已经成为学者研究的一个热点方向,该文对近年来PLK1在肿瘤生成中的作用,特别是其与妇科肿瘤关系方面的一些研究进展予以以下阐述。     

基于熵信息处理和PCA的肿瘤基因表达谱分类识别

通过对基因表达谱数据的分析从而促进肿瘤诊断与治疗技术的发展,其研究正成为生物医学领域的一个热点。因此,提出了一种熵信息处理和主成分分析（principal component analysis,PCA）相结合的方法。首先运用熵信息对超高维基因表达谱数据进行粗选取,得到特征基因子集;由于基因子集仍存在相关性,进而利用PCA对其进一步冗余剔除;最后对得到的无冗余且具有正交性信息的基因特征进行真实数据实验。实验结果显示所采用的方法能有效去除肿瘤样本中的不相关和冗余信息,同时最大程度的保留肿瘤分类信息。与其他肿瘤分类方法相比,在精度上具有比较明显的优势,从而验证了该方法是有效的、可行的。