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.     

利用巴西橡胶树寡核苷酸芯片筛选死皮相关基因

以健康和死皮巴西橡胶树品系热研7．33—97树皮为实验材料,利用定制橡胶树寡核苷酸芯片筛选橡胶树死皮相关基因。在橡胶树寡核苷酸芯片包含的566个基因中,死皮与健康树树皮差异表达倍数在2倍或2倍以上的有56个,占筛选转录本总数的9．9％。在56个死皮相关基因中,死皮树中上调表达基因有3个,下调表达基因有53个。这些死皮相关基因共涉及8个功能分类,“抗性及防御反应”所占比例最高,接下来是“蛋白质合成、加工及转运”和“代谢和能量”,以上三类功能基因占66．07％。此外,死皮相关基因还涉及“细胞结构、生长及分化”、“细胞信号转导”、“转录相关”、“橡胶生物合成”和“未知功能”。为验证芯片结果的可信性,随机选取18个基因进行RT-PCR分析,结果表明被检测基因表达模式均与芯片结果完全一致。本研究鉴定并分析了死皮相关基因,为进一步揭示橡胶树死皮发生机制奠定了基础。     

水稻胞质核糖体蛋白基因OsRPS7的克隆与序列分析

以已公布的黑麦胞质核糖体蛋白基因ScRPS7的cDNA序列为信息探针,在中国华大水稻基因组数据库中搜索与之高度同源的基因组重叠群。采用计算机拼接和RT-PCR方法克隆了水稻胞质核糖体蛋白基因的全长cDNA序列,命名为OsRPS7。该cDNA序列全长919bp,编码192个氨基酸;其与黑麦、拟南芥和芸薹的S7核糖体蛋白的氨基酸一致率分别为88%、72%和72%。对OsRPS7 的基因组结构和基因的功能进行了分析和预测。Abstract：Using the cDNA of rye cytoplasmic ribosomal protein ScRPS7 as a query probe, a highly homologous rice genomic contig was obtained from Huada rice genome database. The full-length cDNA sequence of rice cytoplasmic ribosomal protein S7 was assembled by informatics based on the contig. Furthermore, with the two primers designed according to this assembled cDNA, the full-length cDNA of rice ribosomal protein was cloned by RT-PCR and named as OsRPS7. The cDNA was 919bp in length and contained a complete Open Reading Frame (ORF) of 576bp, encoding a protein of 192 amino acid residues. The deduced amino acids of OsRPS7 showed 88%、72% and 72% identity with those from Secale cereale、Arabidopsis thaliana and Brassica oleracea, respectively. The genome structure of OsRPS7 was analyzed, and its function was predicted in this paper.     

寡核苷酸芯片在微生物检测中的应用

近几年来发展起来的基因组研究技术———基因芯片技术为微生物检测提供了一种强有力的手段。目前国内外已广泛地开展了利用寡核苷酸芯片对多种微生物 (主要是病毒和细菌 ,少量有真菌 )进行相关检测的研究 ,并在对微生物病原体检测、种类鉴定、功能基因检测、基因分型、突变检测、基因组监测等方面获得了成功。由于寡核苷酸探针具有可根据研究需要任意设计、特异性高等特点 ,寡核苷酸芯片在微生物检测中有着巨大的应用价值 ,具有广阔的应用前景。     

EBV阳性胃癌细胞系与阴性胃癌细胞系全基因组表达谱差异比较

目的：探讨EB病毒阳性胃癌细胞系与EB 病毒阴性胃癌细胞系全基因组表达谱的差异。方法：利用Agilent 人类全基因组 表达谱芯片技术在3 种EB病毒阳性胃癌细胞系和3 种EB 病毒阴性胃癌细胞系中筛选EB病毒相关胃癌肿瘤相关基因。选取6 条差异表达基因,应用实时荧光定量PCR验证芯片结果的可靠性。结果：聚类热图及矩阵图分析显示,EB病毒阳性胃癌细胞系与 阴性胃癌细胞系之间表达谱存在明显差异。差异表达基因涉及多种生物学过程。选取的6 条差异基因进行验证,其表达趋势与芯 片结果一致。结论：感染EB病毒可能会改变肿瘤相关基因的表达,进而在EB病毒相关胃癌的发生、发展及预后中发挥作用。筛 选出的肿瘤相关基因涉及多种生物学过程,提示多基因及相关基因的变异参与了EB病毒相关胃癌的形成。     

C-met及相关基因在m大鼠胰腺发育功能完善中的表达

目的：研究原癌基因c—met及其相关基因在大鼠胰腺发育及细胞功能完善过程中的表达。方法：采用高密度寡核苷酸芯片（Affymetrix芯片）对孕12．5（E12．5）、E15．5和E18．5、新生、成年胰腺进行基因转录水平分析,并用RT—PCR验证基因在大鼠胰腺不同发育时期的表达。结果：c—met基因在E15．5、E18．5较成年特异高表达。芯片中c—met转录调控基因和信号传导通路相关基因的表达趋势与c—met高度相似。RT—PCR（所用引物设计区域与芯片相同）验证,c—met表达趋势与芯片结果相符;与芯片c—met探针所用引物不同RT—PCR,结果却在各发育阶段呈现与芯片不同的表达趋势。结论：提示c—met可能在胰腺发育细胞功能完善的关键阶段起调控作用,参与胚胎胰腺发育中晚期细胞功能完善的信号传导过程。并且c—met在胰腺发育中发挥作用有可能存在不同转录本。     

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.     

利用水稻启动子捕获系筛选水稻胚发育相关基因的初步研究

通过对2227个启动子捕获系中报道基因β-葡萄糖苷酸酶(β-glucuronidase,gus)表达活性检测,筛选到7个水稻胚中表达GUS活性的启动子捕获系,对其中编号为W9154的捕获系作了进一步分析。Southern杂交分析表明W9154是一个单拷贝T-DNA插入系,其T-DNA插入在水稻基因组第3号染色体上一个未知蛋白基因的第2个内含子中。对该未知蛋白基因上游调控序列生物信息学分析显示,其调控序列除含有TATA-box和CAAT-box等常见启动子元件外,还含有RY基序、E盒、G盒及AACA等种子特异性启动子的特征性元件。表达特征分析发现,编码上述未知蛋白的基因在野生型水稻的胚和茎中表达,这与捕获系W9154中GUS表达活性完全一致。这些表明启动子捕获系w9154捕获的候选基因可能是一个水稻胚发育相关基因。     

差异表达分析法在细菌致病相关基因研究中的应用

差异表达分析是比较相关细胞特殊表型基因背景的研究方法,应用于致病菌可以研究细菌的致病性、抗药性、遗传特性等。基因差异表达分析主要分四类,其代表性的方法分别为差异显示、消减杂交、基于数据库的基因表达连续分析和DNA微阵列。本文综述此四类方法及其衍生技术的基本策略、应用特点及近年来在细菌致病相关基因研究中的成功应用。     

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。     

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…     

Agrobacterium-Mediated Multiple Gene Transformation in Rice Using a Single Vector

The homodimeric hemoglobin gene (VHb), the trans-zeatin synthetase gene (tzs), the modified 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase gene (EPSPS), a selectable marker gene (hpt), and a reporter gene (gus), as linked expression cassettes, were stacked into the T-DNA region of a binary vector and introduced simultaneously into immature embryos of the rice (Oryza sativa L.) varieties Xiushui-11, Qiufeng,Youfeng, and Hanfeng by Agrobacterium tumefaciens. A total of 1 153 transgenic lines was obtained through selection for hygromycin B resistance. Approximately 90.2% of the transgenic lines harbored all the transgenes. Integration of multiple transgenes occurred at one to three genetic loci. Expression analysis revealed that the transgenes were coexpressed and inherited in a simple Mendelian fashion in transgenic plants and the frequency of coexpression was approximately 85%. On the basis of the cointegration and coexpression of the transgenes, most transgenic families were considered to be useful in a breeding program.     

Agrobacterium-Mediated Multiple Gene Transformation in Rice Using a Single Vector

The homodimeric hemoglobin gene (VHb), the trans-zeatin synthetase gene (tzs), the modified 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase gene (EPSPS), a selectable marker gene (hpt), and a reporter gene (gus), as linked expression cassettes, were stacked into the T-DNA region of a binary vector and introduced simultaneously into immature embryos of the rice (Oryza sativa L.) varieties Xiushui-11, Qiufeng,Youfeng, and Hanfeng by Agrobacterium tumefaciens. A total of 1 153 transgenic lines was obtained through selection for hygromycin B resistance. Approximately 90.2% of the transgenic lines harbored all the transgenes. Integration of multiple transgenes occurred at one to three genetic loci. Expression analysis revealed that the transgenes were coexpressed and inherited in a simple Mendelian fashion in transgenic plants and the frequency of coexpression was approximately 85%. On the basis of the cointegration and coexpression of the transgenes, most transgenic families were considered to be useful in a breeding program.     

寡核苷酸芯片技术用于检测过氧化物酶体活化物激活受体基因多态性

 通过寡核苷酸芯片技术检测PPARα基因Leu162Val、Val227Ala多态性和PPARγ Pro12Ala的基因多态性,建立一种快速、简便、准确的方法,为研究非酒精性脂肪性肝病的发病机制、临床诊断和治疗提供依据.收集人体外周血标本,提取DNA进行PCR扩增,设计相应的探针和引物,制备检测芯片,PCR产物与芯片杂交后,扫描芯片并分析结果.PCR产物进行测序验证.寡核苷酸芯片技术检测PPARα基因Leu162Val、Val227Ala多态性和PPARγ Pro12Ala基因多态性结果与测序结果一致.寡核苷酸芯片技术检测非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)密切相关的PPAR基因多态性快速、准确,值得临床推广和应用.     

病毒感染相关基因微阵列的制备及其在HBV感染应答基因筛选中的应用

为筛选乙型肝炎(乙肝)病毒(HBV)感染应答基因,探讨HBV感染分子机理,采用生物信息学分析、筛选宿主细胞中与乙肝病毒、丙型肝炎(丙肝)病毒、流行性感冒(流感)病毒等感染密切相关的基因,设计并合成寡核苷酸探针,制备了含231种病毒感染相关基因的寡核苷酸微阵列.利用此微阵列比较HepG2细胞、HepG2.2.15细胞之间的基因表达谱差异,筛选乙肝病毒感染候选应答基因,从分子水平对乙肝病毒感染作用机理进行初步研究.制备的病毒感染相关基因表达谱微阵列的监测结果显示,阳性对照和看家基因探针出现较强信号,空白点样液和阴性对照探针未出信号,大部分基因探针信号强度在可分析范围内,上矩阵和下矩阵反映的基因表达情况一致,证明微阵列的特异性、敏感性、重复性都较好.HepG2.2.15与HepG2细胞基因表达谱比较结果显示,28个宿主基因在HepG2.2.15细胞中高表达,包括ASGR1、AFP、Fibronectin、APOC等基因;4个基因低表达,包括RRM1、ICSBP等基因.初步筛选获得HBV感染候选应答基因.此结果表明,制备的微阵列敏感性、特异性、重复性好,可为研究病毒宿主相互作用关系提供技术平台,应用此微阵列筛选获得的HBV候选应答基因可为揭示HBV感染的分子致病机理提供新的信息,为抗HBV药物研究提供潜在的作用靶点.     

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.     

cDNA微阵列技术研究干旱胁迫下星星草基因的表达

运用cDNA微阵列技术研究干旱胁迫下星星草基因的表达。制备了载有660条星星草单一基因的cDNA微阵列。分别对干旱胁迫和对照星星草的mRNA进行荧光标记,并与载有星星草基因的cDNA微阵列进行杂交,通过芯片的杂交信号强度分析,共获得22个下调表达和17个上调表达的基因。BLASTX分析表明这些基因按功能可以分为脱水保护、信号转导与调控、活性氧清除、代谢、核糖体蛋白等几大类。发现了一些与干旱胁迫相关的功能未知基因和新基因。