注射用丹参多酚酸治疗糖尿病大鼠脑卒中的基因芯片表达谱分析

目的研究注射用丹参多酚酸对糖尿病大鼠脑卒中脑组织基因表达谱的影响。方法将Wistar大鼠随机分为假手术组(DM+Sham)、糖尿病脑缺血/再灌注损伤模型组(DM+MCAO/R)、依达拉奉组(6 mg·kg^(-1),ED)、丹参多酚酸治疗组(5.25、10.5、21 mg·kg^(-1),SLI),每组13只。缺血/再灌注3 h后尾静脉注射给药,每日1次,连续给药14d。末次给药30 min后,分别用TTC染色和基因芯片技术检测梗死体积和脑组织中相关基因表达。结果给药14 d后,与假手术组相比,模型组筛选出67个差异基因,其中41个上调,26个下调;丹参多酚酸(21 mg·kg^(-1))治疗组与模型组比较差异基因有59个,其中45个上调,14个下调,由聚类分析可得糖尿病局灶性脑缺血/再灌注损伤恢复期有多种基因如Ly6i、Pax7、Irx2发现明显变化,通路分析发现,主要涉及凝血止血、炎症、氧化应激、物质代谢、神经血管新生及信号传导等。结论丹参多酚酸治疗糖尿病脑卒中主要通过干预凝血止血、炎症、氧化应激、物质代谢、神经血管新生及信号传导等达到治疗目的。

条斑紫菜优良品系的基因芯片表达谱分析

利用基因芯片表达谱比较不同特色条斑紫菜品系的基因差异表达,分析其基因与性状差异相关性。结果显示:(1)筛选出在06DO、L0601与HAI等3个样本有共同表达的差异基因900个,占筛选基因总数(19 884个)的4.53%;样本06DO与L0601共有500个差异表达基因,与HAI的差异表达基因780个;L0601与HAI有最多差异共表达基因(972个),但差异表达水平较低;L0601在不同组中皆有较多差异表达优势基因。(2)将这些差异表达基因进行GO功能富集分类,主要涉及蛋白质代谢、光合作用、离子绑定、营养物质合成过程等分类;属于细胞组成的功能基因很少;不同组比较得到的差异表达基因的功能与富集分类表现出的与品系自身特色性状有一定相关性。

非特指型外周T细胞淋巴瘤基因芯片表达谱GEO数据库挖掘分析

目的由于低发生率和异质性,非特指型外周T细胞淋巴瘤(PTCL-not otherwise specified,PTCL-NOS)在生物活动过程中很多方面仍然是未知的。本研究基于基因芯片数据采用生物信息学方法,挖掘PTCL-NOS的差异基因和相关信号通路,为进一步研究提供线索。方法从基因表达(gene expression omnibus,GEO)数据库获得2个数据集(GSE6338、GSE58445),采用基因本体论对差异基因进行功能分析。通过蛋白互作网络构建关键基因功能模块,进行京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析。采用Kaplan-Meier生存曲线和Log-rank test法对关键差异基因和临床资料进行生存分析。结果查找出1 058个差异基因,其中上调基因756个,下调基因302个。KEGG通路分析显示,PTCL-NOS与趋化因子、NF-κB、PI3K-Akt、RAS以及细胞周期通路相关,关键差异基因有CDK1、CCNB1、CXCR4、CDC20、CCR1和CXCL12。生存分析显示,CXCL12与总生存率(overall survival,OS)有统计学意义的关联,P=0.018。结论 PTCL-NOS的发病机制可能涉及不同基因和通路,查找出的6个差异基因和5条信号通路可能在其中发挥重要作用。

表达谱基因芯片

表达谱基因芯片具有高通量、缩微、多参数、平行化等优点 .在功能基因组学研究中正发挥越来越重要的作用 .就其原理、应用。

应用微矩阵表达谱基因芯片筛选食管癌新的相关基因

[目的]应用微矩阵表达谱基因芯片筛选食管癌新的相关基因。[方法]微矩阵表达谱基因芯片(14114种基因)筛选3例食管癌及其对照癌旁组织的差异表达基因,用Northern印迹证实,用末端终止法测序,将测序结果在GenBank数据库进行同源性检索。[结果]检测的3例临床标本中,共有的差异表达基因31条,上调基因10条,下调基因21条,其序列与Genbank数据库比较,从中筛选出2条无明显同源的人类已知基因或片段,即新基因,并列出其序列。[结论]微矩阵表达谱基因芯片可应用于筛选食管癌新的相关基因,其具备高通量、特异性好、快速的特点;食管癌和对照癌旁组织间存在2条新的差异表达基因。

表达谱基因芯片技术在皮肤病研究中的应用

表达谱基因芯片技术是近几年发展起来的分子生物学与微电子技术相结合的基因分析检测技术。结合其他生物技术,为疾病的发病机制研究、疾病诊断、药物开发等提供了全新的方法。在皮肤科中已用于炎症性皮肤病、皮肤肿瘤、结缔组织病等的研究,成为皮肤病研究的新亮点。

急慢性砷染毒的肝细胞L-02的基因芯片分析

目的用基因芯片分析急慢性砷染毒时人正常肝细胞(L02细胞)基因表达谱的变化。方法6μmol/L的亚砷酸钠染毒L02细胞2,15,24h,4μmol/L的亚酸钠染毒L02细胞2周,分别与未染毒的L02细胞抽提RNA作表达谱基因芯片杂交。结果急性和慢性砷诱导细胞基因表达谱截然不同。染砷后首先激活的是解毒功能相关的基因和一些蛋白质合成相关的基因。长期染砷后与肿瘤发生及氧化还原有关的基因表达量升高。结论细胞短期染砷毒后,应激和解毒功能有关的蛋白表达上调,长期染砷后与肿瘤有关的基因表达上调,急慢性砷刺激下细胞以不同的方式抵抗砷毒。

cAMP、cGMP及基因表达谱在心气虚型家兔心衰模型中的变化

目的通过观察cAMP、cGMP的含量和比值,以及对基因表达谱芯片的分析,从微观角度揭示家兔心气虚证心衰模型的发病机制。方法导管术造成家兔充血性心力衰竭,于15 d、30 d取血检测cAMP、cGMP含量并剪取心肌组织进行HE染色及病理观测损伤程度,并利用全基因表达谱芯片分析心气虚型心衰模型家兔的基因表达差异。结果①正常家兔的心肌细胞无损伤,造模15 d、30 d家兔均出现心肌细胞损伤,且30 d的损伤更加广泛和严重;②与正常对照组比较,造模15 d和30 d组cGMP含量增加(P<0.05),cAMP含量和cAMP/cGMP比值下降(P<0.05),且30 d组与15 d组比较cGMP含量增加(P<0.05),cAMP含量和cAMP/cGMP比值下降(P<0.05);③15 d、30 d模型组与正常对照组间差异基因的交集基因有665个,对NCBI中功能注释明确的家兔基因,应用序列比对来注释功能,得到16个功能明确的基因,它们主要与离子通道、肌收缩和信号转导等功能有关。结论血清cAMP、cGMP含量、cAMP/cGMP比值可较好地反映心气虚证家兔心衰的病变程度,可用于对该模型进行评价;交集的665个基因包含模型稳定影响的基因,对该部分基因进行分析挖掘有望找到受模型影响的特异基因。

卵巢癌干细胞基因表达谱共有特征分析

目的分析卵巢癌干细胞共有的差异基因表达特征。方法将NCBI GEO数据库中获取的细胞系及患者来源的卵巢癌干细胞与各非干性癌细胞的全基因组表达谱进行整合比对分析,运用GeneSifter软件解析出卵巢癌干细胞共有差异表达基因,并对其共同涉及的生物学特性及信号通路进行富集分析。结果卵巢癌IGROV1细胞系和进展期患者腹水来源的干性侧群细胞相比各非干性侧群细胞,以及OVCAR3细胞系来源的多细胞球相比其他非干性卵巢癌细胞的差异表达基因数分别为1 347、509、6 495个;其中,NAB1、JAK1、PIK3R1、TMOD1和S100A6等为共同上调的关键基因,而PROS1、GREB1、KLF9、CRABP2、GADD45B、Notch1、LATS2和SLFN11等为共同下调基因(差异>1.5倍;P均<0.05)。这些差异表达基因显著富集于表观遗传修饰、细胞周期调控、跨膜信号转导及化学排斥蛋白通道活性等分子功能,共同参与了细胞干性维持、细胞增殖调控、细胞分化程度降低及迁徙能力增高、细胞耐受及抗性增强等生物学进程,以及与卵巢癌发生、发展密切相关的ECM、ErbB和Hedgehog等信号通路。结论各卵巢癌干细胞中存在共有的干性差异表达基因、共同富集的生物学特性及特异信号调控网络。

基因表达缺失值的加权回归估计算法

在基因芯片实验中,数据缺失客观存在,并在一定程度上影响芯片数据后续分析结果的准确性。在不增加实验次数的情况下,缺失值估计是降低缺失数据对后续分析影响的有效方法。利用相似性信息的核加权函数来实现缺失值回归估计的局部化,提出了基于加权回归估计的基因表达缺失值估计算法。在两个不同类型的基因芯片数据上,将新方法与几种已知的方法进行了比较分析。实验结果表明,新的估计算法具有比传统缺失值估计算法更好的稳定性和估计准确度。

基于总体最小二乘方法的基因表达缺失值估计

在基因芯片实验中,数据缺失客观存在,并在一定程度上影响芯片数据后续分析结果的准确性。在不增加实验次数的情况下,缺失值估计是降低缺失数据对后续分析影响的有效方法。针对基因表达数据含有噪声的特点,提出了基于总体最小二乘估计的基因表达缺失值估计算法。实验结果表明,新的估计算法具有比传统缺失值估计算法更好的稳定性和估计准确度。

基于逐步回归分析的基因表达缺失值估计

在基因芯片实验中,数据缺失客观存在,并且在一定程度上会影响芯片数据后续分析结果的准确性。在不增加实验次数的情况下,缺失值估计是降低缺失数据对后续分析影响的有效方法。针对基因表达数据的特点,提出了基于逐步回归分析方法的基因表达缺失值估计算法。实验结果表明,新的估计算法具有较传统缺失值估计算法更好的稳定性和估计准确度。

葡萄AKR基因家族的鉴定和组织特异性表达分析

醛酮还原酶(aldo-keto reductase,AKR)是一类NADP-依赖型氧化还原酶,通过对葡萄AKR基因鉴定分析,旨在揭示葡萄AKR基因分子生物学功能和遗传调控机制。基于2020年最新组装的葡萄参考基因组数据,利用生物信息学对葡萄AKR基因进行理化性质、基因结构、Motif分析、顺式作用元件、亚细胞定位、二级结构预测以及组织特异性表达分析,最后用荧光定量分析了葡萄AKR基因在盐胁迫下表达水平变化。从全基因组水平上共鉴定出13个葡萄AKR基因家族成员,分为2个亚族;基因结构分析显示,不同成员编码的氨基酸序列外显子数目及位置存在差异;motif分析表明,AKR蛋白保守结构域高度相似;顺式作用元件分析显示,该基因上游启动子元件不仅存在核心元件和增强元件,同时还存在各种激素及胁迫响应元件,器官特异性元件和光调控元件;二级结构和亚细胞定位预测表明,该基因家族主要在细胞核中表达,并以α-螺旋和不规则卷曲为主。基因芯片表达谱分析显示,AKR家族成员间表达水平差异大且存在组织特异性。荧光定量结果显示,盐胁迫条件下VvAKR02、VvAKR05、VvAKR07、VvAKR11、VvAKR12和VvAKR13表达量显著上调。从葡萄中鉴定了13个AKR家族基因,并分析其盐胁迫下的表达水平,对于挖掘葡萄AKR家族中耐盐基因提供了一定的理论依据和实验基础。

恩诺沙星对大肠杆菌全基因组表达谱的影响

为探索恩诺沙星(Enrofloxacin)压力下大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)生理状态的变化,从而为进一步研究细菌对药物压力的应答机制提供参考,作者将E.coli接种于加入恩诺沙星(浓度为1/2 MIC)的液体LB中,绘制生长曲线,分别以光镜和电镜进行形态学观察,取5 h培养菌,进行表达谱差异分析。结果显示,加入恩诺沙星后细菌生长速度明显降低(P<0.01),菌体形态呈长丝状,基因芯片检测发现519个差异点,其中239个上调,而280个下调,表达变化3倍以上的基因66个,其中34个上调,32个下调,主要涉及SOS应答、细胞分裂、压力应答、物质合成、新陈代谢、转录调控等生物学功能。上述结果表明,在恩诺沙星压力下,细菌启动SOS应答,细胞分裂被抑制,细菌生理机制发生了复杂的变化。

慢性乙型肝炎肝郁脾虚证和脾胃湿热证患者的差异表达基因研究初探

目的探讨慢性乙型肝炎(慢乙肝)肝郁脾虚证与脾胃湿热证患者的差异表达基因。方法采集正常健康者(26名)及肝郁脾虚证(35例)、脾胃湿热证(34例)患者空腹肘静脉血,按Trizol法提取总RNA。采用Aglient表达谱芯片进行基因芯片检测,利用随机方差模型筛选差异基因,通过GO、Pathway、Gen-bank、NCBI、Geneontology等数据库对差异基因进行分析。结果两证型间获得差异基因125个(其中66个为上调基因,59个为下调基因),主要表现的功能为跨膜运输、硒反应离子、钙离子依赖的胞吐作用等。参与的通路中较为重要的包括影响细胞黏附分子、钙离子信号通路、白细胞穿上皮迁移等。通过动态网络构建,寻找出共表达能力差异最显著的9个基因(即LOC340508、HIST2H2BE、MPL、FLJ22536、TUBA8、NT5M、EG-FL7、PTPRF、TSPAN33),其主要涉及免疫反应、细胞生长、DNA损伤、信号转导、炎症反应等生命过程。结论慢乙肝肝郁脾虚证和脾胃湿热证两个证型间存在差异表达基因,提示中医证候分类学具有基因表达谱依据,基因组学研究方法有望为中医辨证提供客观依据。

葡萄HAK基因家族的鉴定与表达分析

从葡萄基因组数据库中检索到18个HAK基因家族成员,对其在生物信息学及非生物胁迫下的表达水平进行分析。结果表明:葡萄HAKs编码CDS序列长度为2000~2500bp,外显子数从7个到12个不等。二级结构主要以α-螺旋和不规则卷曲为主,至少含9个跨膜区域,亚细胞定位表明该家族主要在细胞质膜上。葡萄HAK基因分为7个亚族且整个家族与拟南芥HAK家族成员的同源性很高。基因芯片表达谱分析表明,葡萄HAK基因家族能够响应高温、低温、盐、干旱和水分等非生物胁迫,不同成员的表达水平存在一定的差异。荧光定量分析表明,VvHAK01、VvHAK04、VvHAK06和VvHAK13质量分数为10%PEG处理6h后表达量显著上升;VvHAK02、VvHAK07、VvHAK09、VvHAK10、VvHAK12、VvHAK13、VvHAK15、VvHAK16、VvHAK17、VvHAK18在50μmol·L^-1ABA处理6h后表达量显著上升;VvHAK07、VvHAK09、VvHAK11在400mmol·L^-1NaCl处理6h后表达量显著上升;VvHAK05在50μmol·L^-1ABA、400mmol·L^-1NaCl和质量分数为10%的PEG处理6h后,叶片表达量显著下调。大多数HAK基因家族成员对ABA、NaCl和PEG无法有响应,试验为进一步解析HAK基因功能和利用HAK基因进行植物的遗传改良奠定基础。

喹烯酮诱导HepG2细胞DNA复制相关基因表达水平的变化

目的:喹烯酮能诱导HepG2细胞S期阻滞,引起DNA和染色体损伤。本研究旨在对喹烯酮致HepG2细胞S期阻滞机制进行筛选和分析。方法:本研究对喹烯酮染毒后HepG2细胞和未染毒HepG2细胞进行了Agilent全基因组的表达谱芯片检测,应用Genespring软件对差异表达的基因进行相关通路分析,并使用荧光定量PCR技术对部分DNA复制相关表达差异基因进行验证。结果:在芯片点样的41000个寡聚核苷酸片段中,喹烯酮染毒HepG2后,差异表达基因共1750个,其中表达上调的基因共446个,表达下调的基因共1304个。差异表达基因通路分析结果表明,与细胞周期、MAPK通路、DNA复制及DNA修复等通路相关的基因表达差异显著。经荧光定量PCR验证,DNA复制相关基因表达变化趋势与芯片检测结果相一致。结论:DNA复制相关基因的下降导致S期DNA复制的不完全性以及DNA损伤后引起的DNA修复,使得HepG2细胞在喹烯酮染毒后引起S期阻滞。基因表达谱芯片检测分析的结果为喹烯酮致HepG2细胞S期阻滞机制的深入研究奠定了基础。

房间隔缺损患者外周血细胞因子基因表达的研究

目的利用基因芯片技术,比较房间隔缺损(ASD)患者和健康人外周血单个核细胞的细胞因子基因表达的差异,从整体上认识房间隔缺损患者的细胞因子表达状况。方法通过检测57例ASD外周血常规,并从中选择4例血小板平均体积不同数值的房间隔缺损的患者和5例健康人,应用Trizol法分别提取他们的外周血总RNA,逆转录合成cD-NA,用Cy5、Cy3分别标记患者、健康人的cDNA,混合后在细胞因子基因谱芯片上杂交,经对原始数据的标准化和SAM芯片数据软件的应用,获得表达有显著性差异的细胞因子基因。结果在57例ASD患者中,47例血小板平均体积低于正常值,占82.46%,4例血小板平均体积不同数值的患者均表现为细胞因子基因表达下调,并都显示组织相容性复合物Ⅰ(MHCⅠ)、β胸腺素-4和祖血小板碱性蛋白3种基因表达下调,我们对各自基因的作用进行分析,了解可能的分子机制。结论分析房间隔缺损外周血细胞因子的基因表达图谱,β胸腺素-4可能在心房发育中起重要作用;祖血小板碱性蛋白基因表达的下调与血小板平均体积相关,可能对患者的免疫状态起一定的作用。

副猪嗜血杆菌细胞致死膨胀毒素各亚基处理PK-15细胞的基因表达谱分析

为研究副猪嗜血杆菌(H.parasuis)细胞致死膨胀毒素(CDT)各亚基(Cdt A、Cdt B和Cdt C)的相关生物学功能,本研究采用基因芯片技术对以CDT各亚基处理的PK-15细胞基因表达谱进行检测和分析。通过比较各亚基处理细胞与空白对照细胞基因表达谱的检测结果显示,Cdt A、Cdt B和Cdt C作用PK-15细胞后,处理细胞中分别有91个基因、126个基因及135个基因出现差异表达变化。根据芯片结果选取变化较显著的基因进行荧光定量RT-PCR验证,结果与基因芯片检测结果基本一致。基因注释(GO)分析表明,这些蛋白分别参与免疫系统调节、生物调控、代谢过程和定位等过程。本研究结果为进一步研究CDT的致病作用机制奠定了基础。