cDNA芯片阳性对照的制备及在芯片敏感性分析中的应用

cDNA芯片是一种高通量基因表达谱分析技术,在生理病理条件下细胞基因表达谱分析,新基因发现和功能研究等方面具有广阔应用前景。CDNA芯片阳性对照的选取以及CDNA芯片检测敏感性是芯片成功应用的关键问题之一。以在系统发育上与人类基因同源性小的荧火虫荧光素酶基因材料,制备了用于人类和其他动物基因表达谱CDNA芯片的通用型阳性对照探针和相应的mRNA参照物,经反转录对mRNA参照物进行Cy3荧光标记并与DNA芯片杂交后发现,mRNA参照物能特异性地与荧光酶基因cDNA片断杂交,而与人β-肌动蛋白基因,人G3PDH基因以及λDNA/HINDⅢ无杂交反应。把mRNA参照物以不同比例加入HepG2总RNA中,以反转录荧光标记后与CDNA芯片杂交,结果发现当总RNA中的MRNA含量为1/10^4稀释（即mRNA分子个数约为10^8个）时,CDNA芯片基本检测不出mRNA标记产物的杂交信号。而且,cDNA芯片检测的信号强度与芯片上固定的探针浓度密切相关,当探针浓度为2g/L时,杂交信号最强,随着探针浓度下降芯片的杂交信号趋于减弱。CDNA芯片通用型阳性参照物的制备以及应用于CDNA芯片检测敏感性研究为CDNA芯片应用于人和其他动物基因表达谱高通量分析和新基因功能研究提供了技术基础和理论依据。     

总RNA和mRNA来源的探针与cDNA芯片杂交的差异研究

提取BEP2D细胞的总RNA并按两种方式进行cDNA芯片探针的标记,一种是将100μg BEP2D细胞的总RNA利用逆转录法直接标记成荧光探针,另一种是先从100μg BEP2D细胞的总RNA中分离出mRNA,然后再标记成荧光探针。将两份标记好的探针同时与含有230个基因的cDNA芯片杂交。杂交后的芯片经Axon4100B扫描仪扫描,发现两种方式标记探针的一致性为93．04％,并且mRNA来源探针杂交后的荧光信号值较总RNA的弱。探讨了这两种方法标记探针在基因芯片表达谱研究中的差异性,目的是为利用这两种方法标记探针进行基因表达谱研究提供一些依据。     

消减杂交技术结合限制性显示技术制备K562细胞特异基因探针

建立一种简便、快速、特异的制备基因芯片探针的方法.以K562细胞和正常人淋巴细胞作为消减对象,利用自行建立的消减方法进行消减杂交,结合限制性显示技术,分组扩增差异cDNA,回收K562细胞特异基因片段,制作基因芯片探针.结果显示,分离到400个K562特异的基因,片段大小均一,适于制作cDNA芯片.消减杂交技术结合限制性显示技术制备基因芯片探针,具有快速、简便、特异的特点,降低了芯片制作成本,可加速芯片的推广应用.     

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.     

小鼠细胞因子相关基因表达检测寡核苷酸芯片的制备及分析

生物芯片技术用于基因表达谱研究是近年来发展起来的一项新技术 ,该方法本质上是基于对一玻璃片或膜表面上固定的ｃＤＮＡ或寡核苷酸的分子杂交 ,这一新技术可同时测定成千上万个基因的作用方式 ,几周获得的信息用其它方法可能要几年才能得到 ,是以定量方式同时监测大量基因相对表达的强有力的新方法[1 ,2 ] 。国内外目前主要采用ｃＤＮＡ芯片进行基因表达的检测 ,芯片制备所用的ＤＮＡ探针一般为已知基因ｃＤＮＡ克隆的ＰＣＲ扩增产物或ＥＳＴ的扩增产物[3～ 8] 。对基因的表达检测来说 ,ｃＤＮＡ芯片技术是一条非常适用的检测方法 ,但在有…     

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。     

DNA芯片的制作原理及其应用

综述了DNA芯片制作原理和杂交信号检测方法及发展趋势,对DNA芯片在研究基因结构和基因表达等方面的应用进行了分析。     

cDNA微阵列技术研究NaHCO3胁迫下星星草基因表达谱

为研究NaHCO3胁迫下星星草基因的表达,分别将荧光染料Cy5-dCTP和Cy3-dCTP用反转录方法标记在处理和对照星星草cDNA上制成探针,并与载有星星草基因的cDNA芯片进行杂交。通过对芯片的杂交信号强度分析来研究基因的表达情况。分析结果显示,共有25个基因在NaHCO3胁迫处理前后差异表达,其中17个基因在NaHCO3胁迫下表达下调,8个基因在NaHCO3胁迫下表达上调。生物信息学分析表明这些基因的功能涉及了信号传导与转录调控、细胞防御、细胞代谢等多个方面。从而获得了NaHCO3胁迫下星星草的基因表达谱,定量地阐述了NaHCO3胁迫和非胁迫条件下星星草基因的差异表达情况。     

mRNA差示技术的原理及其应用

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一项重要的研究课题。以往研究基因表达差异的方法主要包括:cDNA减法杂交和蛋白质双向电泳。cDNA减法杂交需要建立cDNA文库,通过两次杂交分离去除双链分子,再将单链分子同文库进行杂交。该法不仅技术复杂、费时,而且重复性较差。蛋白质双向电泳仅能粗略地比较两种细胞内表达的蛋白的差异,不能直接从基因水平分析鉴定。1992     

应用寡核苷酸芯片筛选维甲酸诱导神经母细胞瘤细胞系SH-SY5Y分化成神经元过程中的差异表达基因

目的:应用寡核苷酸芯片筛选维甲酸(RA)诱导神经母细胞瘤细胞系SH-SY5Y分化成神经元过程中的差异表达基因。方法:从人胎脑及不同类型神经系统肿瘤组织中获取目的基因,查询相应基因mRNA序列,设计并合成探针,制备了含218种基因的神经功能相关的寡核苷酸芯片。应用RA诱导SH-SY5Y8d分化成成熟神经元,提取对照组和实验组每天的总RNA,通过逆转录荧光标记cDNA探针并与芯片杂交,洗片后扫描获取图像,数据分析获得差异表达基因,并通过RT-PCR进行验证。结果:发现13种基因表达上调,没有得到下调基因。RT-PCR验证结果基本与芯片结果一致。结论:SH-SY5Y经RA诱导分化成神经元存在一些差异表达的基因,寡核苷酸芯片技术可为研究SH-SY5Y诱导分化成神经元的分子作用机理提供技术平台。     

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％     

cDNA文库法在HCV-1b检测芯片研制中的应用

制备丙型肝炎病毒(HCV) 1b亚型诊断芯片并进行初步验证评价.采用cDNA文库法制备探针,用限制性内切酶Sau3AⅠ消化HCV 1b全长cDNA ,所得的酶切片段72℃补平加A ,AT克隆,PCR初步鉴定,并测序.将筛选出的片段打印在氨基修饰的玻片上制备成检测芯片并进行杂交验证分析.运用cDNA文库法,得到2 2个大小相对一致(2 5 0～75 0bp)的基因片段.序列分析表明,均属于HCV 1b基因,可以作为诊断芯片探针;样品标记采用限制性显示(restrictiondisplay ,RD)技术,标记后进行杂交.杂交结果显示,样品和诊断基因芯片杂交的敏感性和特异性均佳.批内和批间精密度CV值分别为5 4 %和6 8% ,表明用cDNA文库法收集片段是一种快速、简便制备芯片探针的实用方法.     

小鼠小脑区域性特异表达基因的分离和筛选——乳化酚递减杂交

哺乳类脑组织有着极其复杂和众多的基因表达,许多遗传性神经退行性疾病起源于不同的脑功能区域的基因表达缺陷。分离和筛选小脑特异表达基因是认识小脑疾病的重要途径。本文采用递减杂交法,大脑前皮层和肝组织单链cDNA为驱动物与小脑双链cDNA进行乳化酚杂交,经过重组噬菌体λgt11 DNA连接选择,特异性地克隆那些仅在小脑中优势表达的cDNA。杂交后的小脑eDNA文库容量仅是起始文库容量的0.049%(2.5×10~3/5.15×10~6)。用小脑和肝cDNA探针与PERT cDNA进行克隆杂交和斑点印迹杂交,结果显示绝大多数克隆仅与小脑cDHA杂交阳性。选择10个克隆cDNA与小脑等5种组织mRNA做Northern杂交,有2个小脑特异表达克隆,6个小脑优势表达克隆。对其中PC7和PD8克隆cDNA做部分DNA序列分析,它们是以前未报道过的新基因。     

基于基因芯片蝎毒多肽提取物对H22肝癌抑制作用的研究

目的:通过表达谱基因芯片研究蝎毒多肽提取物PESV对H22肝癌基因表达的影响,探讨其可能的药物作用机理.方法:建立H22肝癌皮下荷瘤模型,将60只昆明小鼠随机分为模型组、PESV组、Gemcitabine和TNP-40组,每组15只;无菌摘取皮下肿瘤组织,提取总RNA,通过反转录方法制备cDNA荧光探针,进行芯片杂交,然后对芯片进行图像扫描,最后用Imagene4.0软件包对荧光信号进行分析.结果:蝎毒多肽提取物PESV作用于荷瘤小鼠后,有127个基因表达下调,433个基因表达明显上调,其中35个基因与抗肿瘤血管生成药物TNP-470处理组下调基因一致,有40个与化疗药物Gemcitabine处理组下调基因一致.结论:蝎毒多肽提取物PESV可能同时具有细胞毒作用和抗血管生成作用双重作用,有望成为一种极具前景的肿瘤治疗药物.     

基因芯片技术与微生物学

基因芯片技术作为生物芯片技术一个发展最完备的分支,近十年来,已经成为国内外研究的一个热点,基因芯片可以分为cDNA芯片和寡核苷酸芯片,cDNA芯片有多种制备方法,在基因表达相关研究方面具有重大价值;寡核苷酸芯片以美国Affymetrix公司的GeneChip为代表,主要应用于杂交测序,单核苷酸多态性分析和突变检测。本文分别对这两种芯片的制备,样品处理,杂交和信号检测分析技术作一综述。对近年来基因芯片技术在微生物学领域的应用进行了介绍。     

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(Pseudomonasaeruginosa)群感效应(quorum-sens-ing,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基因表达量显著增加,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     

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。     

一种标记cDNA芯片探针的新方法

探讨mRNA长片段反转录PCR技术(RT-LDPCR)在cDNA芯片微量探针标记和信号放大中的应用.首先提取BEP2D细胞的总RNA,然后用两种不同的方法进行标记,一种为RT-LDPCR,用荧光素Cy3-dCTP进行标记;另一种为传统的RNA反转录,用荧光素Cy5-dCTP进行标记.将两种方法标记好的探针等量混合后与含有440个点(44个基因)的cDNA芯片同时杂交,发现二者具有很高的一致性(0.5＜Cy3/Cy5＞2.0).由于RNA反转录法为cDNA芯片探针标记的传统方法,从而验证了RT-LDPCR用于cDNA芯片探针标记的可行性.RT-LDPCR具有对样品总RNA的需要量少和可对样品中信号进行放大的优点,特别适合于对材料来源受到限制的RNA进行标记.     

弥漫大B细胞淋巴瘤1号染色体的基因表达分析

目的:探讨弥漫大B细胞淋巴瘤(Diffuse Large B-Cell Lymphoma,DLBCL)中1号染色体基因表达情况。方法:采用激光显微切割技术分离临床DLBCL病人淋巴结标本中的淋巴细胞,提取淋巴细胞的mRNA并与表达谱芯片杂交,通过信号扫描、处理后获得表达基因杂交信号强度。每基因设11-20对探针。杂交信号与错配探针对比,扣除背景值后,使用Wilcoxon符号秩和检验选取与错配杂交信号有显著差异的基因作为分析结果(P=0.05)。然后随机选取四个检测到的基因,使用PCR方法检验基因芯片结果的可靠性。结果:成功地从快速冷冻保存的DLBCL标本中提取RNA。使用表达谱芯片进行研究,发现了共316条1号染色体编码的基因在DLBCL细胞中表达。根据胞内定位,基因功能和基因所属的代谢通路三种分类方法对所得基因进行分类分析。基因表达密度分析显示DLBCL中1号染色体上的基因表达情况与编码基因分布情况存在统计学差异。结论:使用表达谱芯片研究了DLBCL中1号染色体上的基因表达情况。     

乙型脑炎病毒可视化分型基因芯片的制备

目的:制备乙型脑炎病毒(JEV)可视化分型基因芯片。方法:根据JEV的基因组序列,应用生物学软件设计JEV分型引物及探针,制备其可视化分型基因芯片;用生物素标记的引物PCR扩增目的片段,并与固定于玻片上的探针杂交,加入链霉亲和素标记的纳米金,银增强实现可视化;进行特异性、灵敏性及重复性试验。结果:探针特异地与相应的标记目的基因片段杂交,并在芯片上呈现较强的阳性杂交信号;2号探针能特异性检出JEV,3、4号探针可分别对Ⅰ型和Ⅲ型JEV进行分型;芯片对JEV质粒检测的灵敏度达105拷贝/mL;以蓝耳病病毒等5种病毒为对照,芯片只对JEV响应,具有特异性;制备的基因芯片具有批间、批内重复性。结论:制备的基因芯片具有高特异性、灵敏性及重复性,可以快速、准确、高通量地对JEV进行可视化分型检测。