人细胞差异表达基因cDNA消减杂交体系的建立

为克隆肺腺癌分化相关基因, 采用诱导分化与消减杂交相结合的策略, 建立了全反式维甲酸(RA)诱导前后人肺腺癌细胞系的cDNA消减文库, 得到124个cDNA消减克隆. 经加减法杂交差异筛选、DNA和RNA印迹、cDNA全序列测定和生物学功能分析, 分离到3个在人肺腺癌细胞系分化过程中由RA激活而特异表达的新的cDNA序列这一策略和技术路线适用于分离细胞中呈过量表达或表达抑制基因的cDNA克隆, 并具有反映细胞分化过程中基因表达动态变化特征和相对简便适用的特点.     

梅山猪与长白猪肌肉组织间正反向消减cDNA文库的构建

以梅山猪和长白猪的背最长肌为材料,利用抑制性消减杂交技术成功构建了梅山猪与长白猪肌肉组织间正反向消减cDNA文库。以管家基因G3PDH作为消减指标,检测梅山猪和长白猪两个消减文库的消减效率分别高达2^10和2^5倍,表明某些特异于两种肌肉组织的差异表达基因的富集效率也分别接近2^10和2^5倍。从两个消减文库中分别筛选到了。709和673个有效阳性克隆,PCR鉴定插入片段长度主要分布于150～750bp之间。不同猪种肌肉组织间消减cDNA文库的构建为进一步分离和鉴定与猪肌肉生长和肉质相关基因奠定了基础,对探讨肌肉生长机理和肉质决定因素以及猪的分子育种具有重要意义。     

消减杂交筛选2BS细胞衰老过程中差异表达基因

细胞的复制性衰老最终导致不可逆的G1 期阻滞 ,研究此过程中差异表达基因对于阐明衰老发生机制有重要意义 .分别构建年轻和衰老 2BS细胞高表达基因的消减文库 ,经点杂交筛选后共得5 3个差异表达基因 .对其中部分基因的VirtualNorthern印迹分析证实差异表达确实存在 .选择Y1 1 4和S1 1 1片段 ,以Northern印迹分析确证其表达变化 ;并通过对新生儿和老年人白细胞中二者的表达分析 ,显示二者在体内也存在与体外衰老过程相一致的随增龄表达变化 .结果在一定程度上体现了 2BS细胞衰老过程中基因表达谱的变化 ;首次报道了TSSC3(tumorsuppressingsubtransferablecandidate 3)、hnRNPK (heterogeneousnuclearribonucleoproteinK)等基因在成纤维细胞衰老时发生差异表达 ;通过对Y1 1 4和S1 1 1在体内衰老时的表达分析 ,显示体内和体外衰老有一定的相关性     

抑制性消减杂交技术的应用

基因的差异表达是调控各种生命活动的核心分子机制,而分离、克隆并进一步研究差异表达基因已成为现代分子生物学研究的热点,也是功能基因组学研究的重要内容.在研究差异表达基因的诸多项技术中,抑制性消减杂交(SSH)技术具有特异性强、假阳性率低、灵敏度高和快速简便等优点,被广泛地应用于生命科学和医学领域的基因差异表达的研究中.近年来,抑制性消减杂交(SSH)技术得到了相应的改进和完善,而在许多研究领域,该技术在广度和深度上都有了一些新进展.主要就抑制性消减杂交技术的产生背景、原理、技术流程、特点及其最新应用研究进展等方面作简要综述.     

抑制消减杂交法分离紫花苜蓿幼苗铝胁迫诱导表达的cDNA

利用抑制消减杂交(SSH)技术分离铝胁迫诱导紫花苜蓿差异表达的基因,以水培试验获取的中苜一号幼苗为材料,以80μmol/L铝离子胁迫的紫花苜蓿作为试验组,未胁迫的为驱动组,构建了一个包含456个克隆的SSH文库。对构建的文库进行鉴定,随机选取20个阳性克隆测序,共获得15条有效EST序列,然后将测序结果提交到GenBank进行Blastn比对,获得了3条未知基因的序列,推测它们可能与植物的抗铝作用有关。检测结果表明,构建的文库质量较好,可以进行进一步深入研究,为揭示植物耐铝性的分子机理提供理论基础。     

以抑制消减杂交法筛选肿瘤耐药相关基因

避开化疗诱导多药耐药性的常规方法,建立烷基磷脂类化合物（十六烷基磷酸胆碱,HePC)诱导人上皮性肿瘤细胞系产生交叉耐药。旨在以新的角度认识肿瘤多药耐药性,揭示新的调控机制。利用抑制消减杂交技术,对库进行克隆分析,在获得的可分析的78个克隆中,27%没有同源基因片段或同源性很低,暂定为“新基因”;14%具有染色体明确定位,认为是化疗敏感肿瘤KB细胞所特有的cDNA片段;19%在人类EST库库MGC和CGAP中出现,可能是肿瘤细胞特有基因;发现与耐药相关的巳知功能基因高达40%。     

家蝇幼虫消减文库的构建及差异表达基因的鉴定

为了鉴定家蝇Musca domestica免疫相关基因,应用抑制性消减杂交技术,构建刺激家蝇幼虫差异表达cDNA消减文库。以大肠杆菌Escherichia coli和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus诱导12 h的家蝇幼虫与未诱导的家蝇幼虫为消减杂交对象,获得了差异表达基因的cDNA片段,将其与T/A载体连接并转化大肠杆菌DH5α,构建了刺激家蝇幼虫cDNA消减文库。PCR检测发现,文库的阳性克隆中插入的cDNA片段大小在200~1 000 bp之间,随机挑选了161个含大小不等差异片段的克隆进行测序和同源性分析,鉴定了36种蛋白的基因片段,包括抗菌肽、酶、核糖体蛋白、其他功能蛋白以及功能不明的蛋白。用半定量RT-PCR分析了其中6种蛋白基因的表达,结果显示：防御素和攻击素基因在细菌刺激后24 h内明显上调表达,而溶菌酶、酚氧化酶原活化因子、糜蛋白酶和蛋白质合成起始因子基因在细菌刺激后0-4 h内表达受抑制,12 h后上调表达。该研究结果为家蝇免疫相关基因的克隆和家蝇免疫防御机制的探讨奠定了良好的基础。     

抑制消减杂交及其应用

抑制消减杂交(Suppressionsubtractivehybridization,SSH)是以消减杂交为基础结合抑制PCR方法发展起来的分离克隆差异表达基因的一种策略。该方法具有简便易行、特异性高、背景低、重复性好、能分离出丰度较低的特异性片段等特点。主要介绍其原理、方法及其应用,并对方法的优缺点和应用前景作分析。     

抑制消减杂交结合cDNA微阵列技术鉴定人肾癌组织高表达基因谱

为克隆肾癌组织高表达基因, 探讨肾癌发生、发展的分子基础, 以人肾癌组织mRNA为试验方, 正常肾组织mRNA为对照构建抑制消减杂交文库. 用文库379个克隆制作基因芯片, 以同位素标记探针对文库进行高通量筛选, 对肾癌组织中表达增高6倍以上的67个克隆进行测序, 结果在GenBank中进行比对分析, 其中4个克隆为新EST片段, 2个为KIAA类基因, 其余克隆为已知基因. 其中已有文献报道的肾癌相关基因, 如VEGF, 波形蛋白, 组织因子等, 大部分为新发现的肾癌相关基因, 包括锌带蛋白、垂体瘤转化基因1等. 3个EST及一些在肾癌组织中高表达的已知基因以Northern杂交、RT-PCR作了验证. 免疫组化与Western blot进一步证实锌带蛋白与垂体瘤转化基因1在肾癌组织中表达显著增强. 这些高表达的基因可能成为肾癌诊断、治疗的潜在靶点, 有助于从基因谱的角度进一步认识肾癌发生、发展的分子机制.     

应用抑制消减杂交分离雌、雄鸡胚性分化早期的差异表达基因

分离不同性别的鸡胚性分化早期差异表达基因,可为禽类性别决定和性分化机制研究提供基本信息。本研究分别以孵化3.5-6d的雌、雄鸡胚性腺为材料,利用抑制性消减杂交技术成功构建了雌-雄鸡胚间正、反向消减cDNA文库,并利用斑点印迹杂交从中筛选出了39个性别差异表达的阳性cDNA克隆。以持家基因GAPDH为参照指标检测消减文库的消减效率,结果发现两个文库的消减效率均高达25倍。插入片段PCR鉴定结果显示,消减文库中cDNA插入片段的长度主要分布于250-750bp之间。分别对雌、雄鸡胚消减文库中的252和168个cDNA克隆进行斑点杂交筛选,再随机从两个消减文库中共抽取39个阳性差异表达克隆进行序列测定及序列比对分析。结果表明:这39个cDNA克隆分别代表了定位于鸡不同染色体上的18个已知功能的基因和11个假定基因;参照哺乳动物同源基因的功能,所得的18个已知差异基因可能参与多种生物反应过程。用半定量RT-PCR方法对雌、雄鸡胚消减文库中各5个基因的表达情况进行进一步验证,发现除雌性库中的一个基因外其它9个基因均有较明显的性别差异表达。这些性别差异表达基因的获得为进一步研究鸡胚性腺发育中的基因表达调控奠定了基础     

差异表达基因的分离策略

生命活动的各个进程伴随着不同基因的选择性开启和关闭。如何有效地分离克隆各种差异表达的基因,成为分子生物学研究的一个努力方向,大量差异基因分离策略因之问世。本文扼要介绍了近年来发展的几种主要分离策略,并详细介绍一种新的差异基因分离方法--抑制差减杂交。     

利用抑制差减杂交技术分离受水稻抗性调控的褐飞虱基因

为分离受水稻抗性调控的褐飞虱Nilaparvata lugens基因, 以取食感虫水稻台中1号和高抗水稻B5的2叶1芯秧苗24 h的褐飞虱4龄若虫为起始材料, 采用抑制差减杂交技术构建了两个群体间的正反向差减cDNA文库。通过斑点杂交从差减文库中筛选代表受水稻抗性调控的基因的cDNA克隆, 进行测序和功能分析, 挑选具功能的基因进行Northern杂交验证。结果表明, 通过斑点杂交筛选到的98个阳性克隆代表92个互不重复的单基因, 其中25个与动物的已知蛋白基因存在较高的同源性。Northern杂交表明, 这25个基因有11个表达上调, 8个表达下调, 提示它们可能在褐飞虱适应抗性水稻过程中发挥了重要作用。本研究结果为克隆上述新基因的全长cDNA序列及进一步研究其在褐飞虱与水稻互作中的功能奠定了基础。     

Identification of differentially expressed genes related to metabolic syndrome induced with high-fat diet in E3 rats

Understanding the genes differentially expressing in aberrant organs of metabolic syndrome (MetS) facilitates the uncovering of molecular mechanisms and the identification of novel therapeutic targets for the disease. This study aimed to identify differentially expressed genes related to MetS in livers of E3 rats with high-fat-diet-induced metabolic syndrome (HFD-MetS). E3 rats were fed with high-fat diet for 24 weeks to induce MetS. Then, suppression subtractive hybridization (SSH) technology was used to identify the genes differentially expressed between HFD-MetS and control E3 rat livers. Twenty positive recombinant clones were chosen randomly from forward subtractive library and sent to sequence. BLAST analysis in GenBank database was used to determine the property of each cDNA fragment. In total, 11 annotated genes, 3 ESTs, and 2 novel gene fragments were identified by SSH technology. The expression of four genes (Alb, Pip4k2a, Scd1, and Tf) known to be associated with MetS and other five genes (Eif1, Rnase4, Rps12, Rup2, and Tmsb4) unknown to be relevant to MetS was significantly up-regulated in the livers of HFD-MetS E3 rats compared with control rats using real-time quantitative PCR (RT-qPCR). By analyzing the correlations between the expression of these nine genes and serum concentrations of TG, Tch, HDL-C, and LDL-C, we found that there were significant positive correlations between TG and the expression of five genes (Alb, Eif1, Pip4k2a, Rps12, and Tmsb4x), Tch and three genes (Rnase4, Scd1, and Tmsb4x), and LDL-C and two genes (Rnase4 and Scd1), as well there were significant negative correlations between HDL-C and the expression of three genes (Rup2, Scd1, and Tf). This study provides important clues for unraveling the molecular mechanisms of MetS.     

转化的大鼠胚胎成纤维细胞系差异表达基因的筛选研究

来源于转化的大鼠胚胎成纤维细胞系的两株细胞,A1－5细胞与B4细胞相比表现出非常强的抗辐射性并伴随不同寻常强的G2延迟效应;用PCR选择性抑制消减杂交方法对这两株细胞进行差减,希望找到对A1－5细胞表现出的不同寻常的表型起关键作用的某一个或某一些基因。结果得到了160个差减转化子,逐个进行序列测定,并进行Dot blot杂交,共得到35个差异表达基因片段（EST）。通过对美国国家生物技术信息中心（NCBI）的非冗余序列库（NT）、鼠EST库及人EST库的BLAST进行同源检索,发现其中21个代表了尚未登录的新基因,另外14个分别与已知基因高度同源。     

Identification of differentially expressed genes in omental adipose tissues of obese patients by suppression subtractive hybridization

To identify differentially expressed genes between obese individuals and normal control, we have undertaken suppression subtractive hybridization (SSH). Omental adipose tissues were obtained via abdominal surgery for appendicitis in both 13 obese subjects [BMI (body mass index) >30 kg/m2] and 13 normal subjects (BMI >18 and <25 kg/m2). Following SSH, about one thousand clones were sequenced and found to derive from 426 different genes. These predominately expressed genes included genes involved in lipid metabolism, cytokines, signal transduction, GLUT4 translocation, cell cycle and growth, cytoskeleton, and others. Although more detailed analyses are necessary, it is anticipated that further study of genes identified will provide insights into their specific roles in the etiology of obesity.     

利用SSH方法筛选与鉴定AC3基因缺失小鼠主要嗅觉表皮内的差异表达基因

腺苷酸环化酶3(Adenylate cyclase 3, AC3)基因在小鼠主要嗅觉表皮(Main olfactory epithelium, MOE)内的嗅觉信号传导中起着重要作用, AC3缺失是否会导致MOE内与之相关的基因发生差异表达, 尚待确定。文章利用抑制性消减杂交(Suppression subtractive hybridization, SSH)方法, 以AC3敲除(AC3^-/-)及其同窝出生的野生型(AC3^+/+)小鼠MOE为材料, 构建了正向和反向两个消减文库, 采用斑点杂交对消减文库进行初步筛选, 对筛选出的差异表达基因进行序列测定及生物信息学分析, 并利用荧光定量PCR(qRT-PCR)方法对其进行验证。斑点杂交筛选获得了386个差异表达克隆, 随机选取其中的80个进行DNA序列测定, 经序列比对后发现有62个在GenBank上获得了与之相匹配的基因信息, 其中24个上调差异表达克隆对应于kcnk3、mapk7、megf11等基因, 38个下调差异表达克隆对应于tmem88b、c-mip、skp1a、mlycd等基因。利用Gene Ontology(GO)方法对这些差异表达基因进行蛋白功能注释, 发现它们主要集中在分子结合、细胞周期、生物和细胞过程等功能方面。选取其中上调基因kcnk3和下调基因c-mip、mlycd、tmem88b及trappc5进行qRT-PCR验证。结果表明, 在AC3^-/-小鼠MOE内kcnk3的表达量显著上调, 是对照组小鼠的1.27倍, 而c-mip、mlycd、tmem88b和trappc5的表达量显著下调, 为对照组小鼠的20%、7%、32%和29%。这些基因的功能与K⁺通道、细胞发育与分化、脂肪代谢和膜蛋白转运等密切相关。推测它们可能与AC3基因共同作用, 调节小鼠MOE内的嗅觉信号传导信息。