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。     

鉴别差异表达基因的新方法──抑制消减杂交法(SSH)

抑制消减杂交法（SuppressicSubtractiveHybridization,SSH）是最近（1996）报道的能有效鉴别两个不同细胞群差异表达基因的新方法［1,2］。该方法是以抑制PCR和消减杂交法为基础,在一轮反应中实现mRNA的均等化和消减步骤。本文对SSH法的原理、优缺点作了介绍,并与其它检测差异表达基因的方法,如mRNA差别显示法（DDRT－PCR）、代表性序列差异分析（RDA）比较,认为SSH方法具有高效快速、高敏感性和假阳性低等优点。同时,625个克隆中有很大一部分是转录物丰度很低的基因,40％的克隆可能为新的基因。因此,SSH可作为鉴别差异表达基因和克隆新基因的有效方法。     

抑制消减杂交技术的原理及应用

基因的选择性表达决定了生物体的各项生命活动,对这些差异表达基因进行分离、克隆有助于了解人体各项生命活动的分子调控机制。抑制硝减杂交技术是新建立的一个快速克隆差异表达基因ｃＤＮＡ的有效方法。本将详细介绍该技术的原理及应用。     

鉴别差异表达基因的新方法—抑制消减染交法（SSH）

抑制消减杂交法是最近报道的能有效鉴别两个不同细胞群差异表达基因的新方法。该方法是以抑制ＰＣＲ和消减杂交法为基础,在一轮反应中实现ｍＲＮＡ的均等化和消减步骤。本文对ＳＳＨ法的原理,优缺点作了介绍,并与其它检测差异表达基因的方法,如ｍＲＮＡ差别显示江,代表性序列差异分析比较,认为ＳＳＨ方法具有高效快速,高敏感性和假阳性低等优点。     

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。     

抑制消减杂交技术在肿瘤转移调控研究中的应用

为探讨肿瘤转移发生的分子生物学机制奠定基础,通过使用抑制消减杂交技术从一对同一新本、转移表型不同的人肺巨细胞癌细胞株中分离转移抑制相关基因可核苷酸片段。结果获得５个在低转移肺巨细胞癌中高表达的、均与已知的人类基因片段有很高同源性的核苷酸片段,它们可能在维持肿瘤细胞自身稳定防止转移中起重要作用。     

抑制性消减杂交在生物基因克隆中的应用

抑制性消减杂交(SSH)是抑制PCR与消减杂交技术相结合,能对未知序列差异表达基因克隆的一种方法。该方法具有速度快、效率高、假阳性率低、目的序列富集程度高、实验结果复杂程度低等特点。本主要介绍其基本原理、操作过程、优缺点、在生物基因克隆中的应用,并对其应用前景进行了分析。     

抑制消减杂交法筛选原发性肝细胞癌中差异表达的基因及其生物学意义

为了筛选原发性肝细胞癌 (hepatocellularcarcinoma ,HCC)中差异表达的基因 ,以了解HCC发生发展的分子基础 ,选取了一例早期高分化肝癌标本作为材料 ,采用抑制消减杂交 (suppressionsubtractivehybridization ,SSH)技术 ,进行了前向及反向消减杂交 ,结合反向Northern印迹筛选 ,得到多个差异表达的基因 .对有意义的基因用半定量RT PCR检测了肝癌中的表达 .结果显示 ,PON2、hSRP1alpha、H4 1在大部分肝癌中表达升高 ,IGFBP1、ITIH1在早期癌症中 ,大部分癌的表达升高 ,在晚期癌症中则表达下降 .EGR1在大部分肝癌中表达降低 .研究表明 ,不同分化程度、不同临床分期的肝癌 ,有共同的或不同的基因表达发生改变 ,明确这些差异表达的基因谱 ,对于肝癌发生发展机理的阐明及肝癌的预防、诊断、治疗都有重要意义 .     

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.     

抑制消减杂交和辐射小鼠血虚模型筛选"四物汤"诱导表达的基因

应用抑制性消减杂交技术构建受辐射小鼠血虚模型在中药四物汤诱导前后消减cDNA库,并从中克隆鉴定出与四物汤药效相关基因。从受辐射小鼠四物汤诱导前后骨髓细胞中提取mRNA并合成cDNA,分别作为tester和driver进行消减杂交及抑制性PCR,将PCR产物与载体连接构建cDNA库,高效电转化大肠杆菌进行库扩增,随机挑取其中的克隆进行酶切、测序分析。成功构建了具有高消减效率的受辐射小鼠四物汤诱导前后的消减cDNA库。库挑选得到512个阳性克隆。随机挑取30个插入片段测序,生物信息学分析结果显示大部分与红细胞分化、骨髓组织修复、结构重建有密切关系,其中8个为新基因片段。应用抑制性消减杂交技术所构建的受辐射小鼠四物汤诱导前后cDNA消减库为大批量筛选、克隆四物汤药效特异性相关基因奠定了基础。并从分子水平上发现四物汤对抑制凋亡、促进骨髓组织修复和结构重建、诱导红细胞分化的基因具有调节作用,可能和四物汤补血作用有关。     

鸡胚公母性腺差异表达基因的基因芯片杂交筛选

采用Affymetrix公司鸡基因组芯片对9日龄鸡胚公母性腺总RNA进行了芯片杂交, 并对基因表达谱进行了分析。统计结果显示, 9日龄母鸡性腺表达基因数19 368个, 公鸡性腺表达基因数19 493个; 公母性腺绝对差异表达基因,即公鸡性腺表达而母鸡性腺不表达基因145个, 母鸡性腺表达而公鸡性腺不表达基因189个。绝对差异表达基因功能分类结果显示, 参与细胞组成、细胞加工和分子结合基因占多数, 部分基因参与细胞器组成、代谢加工、生物学调控以及催化反应和细胞信号转导等。值得注意的是, 本研究发现了一些已经报道同性别决定和分化有一定关联的基因, 如ASW、CHD1和SOX9等, 同时也发现了一些未知其同性腺分化和发育有关联的基因和编码假想蛋白的表达序列。进一步分析这些基因和表达序列的生物学功能和表达模式, 将对鸟类性别决定和分化机制的了解提供有益参考。     

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.     

Identification of differentially expressed genes in human heart with ventricular septal defect using suppression subtractive hybridization

Ventricular septal defect (VSD) accounts for the largest number of birth congenital heart defects in human, but the genetic programs that control ventricular septation are poorly understood. To identify differentially expressed genes between ventricular septal defect and normal ventricular septum myocardium, we have undertaken suppression subtractive hybridization (SSH) and generated reciprocal cDNA collections of representative mRNAs specific to human heart with ventricular septal defect versus normal control. Following SSH, 1378 clones were sequenced and found to derive from 551 different genes. These predominately expressed genes included genes involved in energy metabolism, cell cycle and growth, cytoskeleton and cell adhesion, LIM protein, zinc finger protein, and development. It is anticipated that further study of genes identified will provide insights into their specific roles in the etiology of VSD, even in cardiac development, aging, and disease.     

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。     

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。     

标化消减杂交:提高差异表达cDNA筛选效率的新策略

在回顾分析了消减杂交技术改进历程的基础上,我们提出了“标化消碱杂交策略”,此策略的核心是“用标化cDNA制备消碱杂交反应的单链驱动子和单链示踪子,分离回收消减杂交后的单链示踪子用于制备差异表达cDNA库,并从标化cDNA库制备探讨来对差异表达cDNA库进行检测”将主要用于筛选与细胞特殊表型密切相关的（或与不同发育阶段等密切相关的）呈“全或无”差异形式表达的低丰度全长cDNA。此策略有望能较以往的消减杂交策略在降低假阳性背景、提高低丰度差异表达cDNA获得率、得到较长甚至全长差异表达cDNA等方面有较好表现,但尚待检验。     

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。     

Cloning and characterization of cellular senescence-associated genes in human fibroblasts by suppression subtractive hybridization

Cellular senescence marks the end of the proliferative life span of normal cells in tissue culture and occurs after cells have undergone a certain number of population doublings (PDLs). It is accompanied by alterations in the pattern of gene expression. A specific human embryonic lung diploid fibroblast cell line, 2BS, has been studied as a model of senescence in our laboratory. Here, we report a set of cellular senescence-associated genes identified from suppression subtractive cDNA libraries from senescent and young 2BS cells. They include three novel genes and six previously identified genes of unknown function. The genes whose functions are known belong to various functional pathways that have been reported to change with the onset of senescence. These include three pre-mRNA splicing factors with reduced expression in senescent cells, indicating that the regulation of mRNA splicing is altered during cell senescence. In addition, the expression of the gene TOM1 (target of Myb 1), which has not previously been associated with cellular senescence, is shown to increase in senescent cells, and we demonstrate that the expression of antisense TOM1 gene in 2BS cells can delay the progress of senescence.