一种新的基因克隆方法——消减杂交差异显示分析方法

消减杂交差异显示分析方法(subtractivehybridizationdifferencedisplay,SHDD)是近年来在cD-NA代表性差异分析方法(cDNARepresentationalDifferenceAnalysis,cDNARDA)和mRNA差异显示分析方法(mRNADifferentialDisplay,mRNADD)的基础上发展而来的一种克隆基因的新方法。SHDD方法结合了cDNARDA的特异性特点与mRNADD在双向筛查差异片段和较高的检测灵敏度方面的优势。在具体技术路线设计上,SHDD最大的特点就是在两样本间双向一轮与二轮均衡、温和消减杂交基础上引入了同位素mRNADD差异显示技术,使得该方法在克隆低丰度信息及较弱差异信息、提高差异分析结果的特异性、减少假阳性、减少重复差异结果,提高差异分析的信息量同时又降低工作量等方面明显优于经典的mRNADD和cDNARDA方法。

代表性差异分析和消减杂交差异显示分析方法在克隆差异基因方面的灵敏度比较

目的建立目的基因差异信息标量化的配对研究体系，比较经典的代表性差异分析（RDA）方法和消减杂交差异显示分析（SHDD）方法在克隆差异基因方面的灵敏度。方法以人类乳头瘤病毒（HPV）DNA为模板行PCR扩增获得376bp和869bp两个片段，作为差异目的基因掺入人血基因组DNA，获得5组目的基因拷贝数呈梯度差异的配对研究体系，比较RDA和SHDD方法的检测灵敏度。结果应用RDA方法可克隆得到上调6倍的376bp片段和上调8倍的869bp的HPV片段，而应用SHDD方法可克隆到上调4倍的两种差异片段。结论SHDD方法由于采用了两样本差异产物问的双向均衡消减杂交，避免了经典RDA方法不均衡消减杂交导致的差异信息的丢失，在克隆较弱的差异信息，尤其是较长差异信息方面，显著优于经典RDA方法。

人直肠腺癌消减杂交差异片段的生物信息学分析

目的探测人直肠腺癌发生和发展过程中差异表达的基因片段,了解人直肠腺癌的分子生物学机制。方法应用抑制性消减杂交技术,获得人直肠腺癌差异表达的基因,用生物信息学cDNA文库筛选的方法,对人直肠腺癌cDNA消减文库中的差异基因片段的序列作预测和分析。结果用抑制性消减杂交技术随机挑取获得的阳性克隆,提取质粒,双酶切分析,进行序列测定,得到与直肠腺癌发病相关的差异基因片段-9cDNA(Genbank登录号为BM360862),用cDNA文库筛选得到一个全长cDNA序列。基因表达系列分析(SAGE)显示除了直肠腺癌外、9cDNA还分布于前列腺腺癌、脑干成神经管细胞瘤、胰腺腺癌、胚胎正常血管内皮细胞、脑室管细胞瘤。结论直肠腺癌的发病是多环节和多步骤的过程,9cDNA与直肠腺癌发病相关,对9cDNA基因差异片段进一步研究,将为了解直肠腺癌发病的特异相关基因奠定基础。

森林革蜱半饱血雄蜱抑制消减杂交cDNA文库的构建及差异基因的分析

目的构建森林革蜱（Dermacentor silvarum）半饱血雄蜱抑制消减杂交cDNA文库,分析差异基因。方法以森林革蜱半饱血雄蜱为实验组（tester）,未吸血雄蜱为对照组（driver）,分别提取总RNA,SMARTER PCR合成双链cDNA,RsaⅠ酶切后连接接头并进行抑制消减杂交。巢式PCR扩增杂交产物,经柱纯化后连接至PMD-18T中,转化大肠埃希菌DH5α感受态细胞,进行蓝白斑筛选,并计算文库滴度和重组率。随机挑选阳性克隆,反向Northern杂交（Northern blotting）和RT-PCR法检测抑制消减杂交cDNA文库的消减效率。随机选取差异基因阳性克隆送测序,利用Blastn和Blastx对测序结果进行核酸种类同源性分析和蛋白种类同源性的比对和功能预测。结果电泳结果显示,森林革蜱半饱血雄蜱和未吸血雄蜱的ds cDNA均呈弥散拖影,大小在500bp以上,经RsaⅠ酶切后,大小在100～1000 bp;接头连接效率大于25%。巢式PCR结果显示,消减的ds cDNA呈聚集条带,大小在250～500 bp。构建的森林革蜱半饱血雄蜱抑制消减杂交cDNA文库的滴度为700 000 pfu/ml,重组率为88.5%（239/270）。反向Northern blotting检测结果显示,当以森林革蜱半饱血雄蜱单链cDNA为探针时,消减文库信号较强;以未吸血雄蜱单链cDNA为探针时,消减文库信号较弱。RT-PCR结果显示,随机选取的8个阳性克隆中,有5个在半饱血状态下表达上扬,抑制消减杂交cDNA文库消减效果较好。115个阳性克隆测序得到87个差异表达序列标签（ESTs）,大小为200～800 bp。Blastn分析结果显示,87个序列中,与其他蜱基因有同源性的53个,同源性为70%～98%,与库蚊、甲虫和果蝇等其他昆虫基因有同源性的34个,同源性为32%～65%。Blastx预测结果显示,序列中片段表达的蛋白包括参与吸血和血液消化的不同酶类,主要功能为能量代谢、信号传导和转录调节等。结论建立了森林革蜱半饱血雄蜱抑制消减杂交cDNA文库,差异基因的功能预测与蜱的吸血和血液消化等有关。

抑制消减杂交技术分析牙龈卟啉单胞菌基因差异初探

目的:对比牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,P.gingivalis)低毒力株标准参考菌ATCC 33277与高毒力株W83之间的差异核苷酸序列,查找高毒力株W83缺失基因。方法:抑制消减杂交技术对比牙龈卟啉单胞菌低毒力株标准参考菌ATCC 33277与高毒力株W83的基因差异。以低毒力株ATCC 33277为tester,高毒力株W83株为driver,将提取的基因组DNA用内切酶RsaⅠ酶切,连接特殊设计的adaptor进行两次消减杂交和PCR扩增,并与TA克隆载体连接,转化到JM109中,建立差异消减文库,经PCR筛选鉴定阳性克隆,进而对部分片段进行测序和同源分析。结果:经SSH筛选鉴定得到62个片段大小为125～632bp的阳性克隆基因片段。结论:这些差异基因为研究牙周病的发生和发展提供重要线索。

利用抑制消减杂交技术筛选猪蛔虫性别差异表达基因

为了筛选线虫的性别特异性基因,为线虫乃至寄生虫的性别控制提供新的工具,本研究选择猪蛔虫(Ascarissuum)为模型,分别提取雌性和雄性成虫的mRNA后,采用Clontech公司的PCR-selectTM试剂盒进行反转录合成cDNA并进行抑制消减杂交(SSH),构建猪蛔虫雌、雄虫性别差异表达的消减cDNA文库,并采用地高辛(DIG)标记的cDNA探针进行Southern杂交检验所构建文库的消减效率。结果表明,雌、雄虫性别差异表达的消减cDNA文库均具有很强的性别特异性。随机从各库中各抽取25个克隆进行测序及在线BLAST分析,发现在25个雄虫ESTs中有20个已知ESTs,5个新的ESTs;25个雌虫ESTs中有11个已知ESTs,还有8个可能为新基因。猪蛔虫性别差异表达的消减cDNA文库的成功构建,为进一步研究性别特异基因的功能奠定了基础。

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。

应用抑制消减杂交技术筛选人肾癌差异表达新基因

背景与目的:认识肾癌差异表达基因有助于阐明肾癌发生、发展的分子机制,但至今有关肾癌差异基因尤其肾癌特异相关基因的研究仍不令人满意。本实验应用抑制消减杂交技术筛选人肾癌组织与正常肾组织间差异表达的新基因,以期克隆出新的肾癌特异相关基因。方法:以肾癌组织mRNA为检测对象(Tester),正常肾组织mRNA为驱赶者(Driver),构建cDNA消减文库。随机挑取文库克隆进行酶切及测序,所得结果在GenBank中做同源性比对分析,对感兴趣的片段进行电子定位确定其在染色体的位置。用Northernblot、半定量RT-PCR方法检测新基因在肾癌组织与正常肾组织中的差异表达。结果:文库包含414个阳性克隆;随机挑取280个克隆提取质粒并酶切分析,其中265个有插入片段;将其中80个克隆进行测序,初步显示28、158、170、249号4个克隆为新基因片段,电子定位表明上述4个基因分别位于染色体21q22、4p15.3、9q34、22q11.2,已在GenBank中登录(BM181083,BI784487,BI863835,BI863386)。对其中28、170号克隆用Northern杂交、半定量RT-PCR检测,证实新基因在肾癌组织中表达较正常肾组织显著增高。结论:抑制消减杂交技术是筛选、克隆肾癌差异表达新基因的有效手段;筛选到的新基因片段为进一步克隆其全长、研究基因功能提供了实验基础。

‘安吉白茶’抑制消减杂交cDNA文库的构建及初步分析

应用抑制消减杂交技术(Suppression subtractive hybridization,SSH)分离‘安吉白茶’全白期与全绿期叶片差异表达基因,成功构建了‘安吉白茶’白期叶与绿期叶的正、反向消减文库。随机挑选80个阳性克隆测序,通过BLASTX比对分析,80个序列中有30个没有找到任何同源序列,8个序列太短,且同源性不高,42个序列与已知蛋白有着或高或低的同源性。其中有3个基因片段可能与‘安吉白茶’高氨基酸形成相关。

黄瓜芽黄突变体抑制消减杂交文库的构建及初步分析

利用抑制消减杂交技术（suppression subtractive hybridization,SSH）分离了黄瓜芽黄突变体及其野生型之间差异表达的cDNA片段.以突变体和野生型分别作检测子和驱赶子,建立正向和反向两个消减杂交cDNA文库;经阳性克隆鉴定,在正向文库中获得特异表达的阳性克隆有133个,在反向文库中得到的阳性克隆有73个.测序后将所得到的159条非重复且非黄瓜的ESTs（登录号：GH270133~GH270291）进行序列同源性比对分析,发现这些ESTs分别与叶绿素合成、光合系统、信号转导、转录因子、氨基酸代谢、糖类代谢、脂类代谢等相关酶及蛋白基因高度同源.

利用抑制消减杂交筛选瘢痕疙瘩差异表达基因

目的利用抑制消减杂交(suppressionsubtractivehybridization,SSH)技术,比较瘢痕疙瘩与正常皮肤组织之间基因表达差异,筛选瘢痕疙瘩特有的差异表达基因片段,为揭示瘢痕疙瘩的病因提供实验依据。方法提取瘢痕疙瘩与正常皮肤组织细胞mRNA,逆转录成cDNA。以瘢痕疙瘩cDNA为检测子,正常皮肤组织细胞cDNA为驱动子,选择四碱基内切酶Rsa将cDNA酶切;连接特殊设计的接头进行消减杂交和PCR反应,得到消减混合物,与T载体连接,转化DH5α感受态细菌,建立差异消减文库。Southern杂交筛选鉴定差异基因,进行测序和同源分析。结果经SSH筛选、Southern杂交鉴定得到13个瘢痕疙瘩差异表达基因,其中已知功能的基因11个,如TA结合因子1、E4基因转录因子1、ephrinB2型受体基因、血小板生长因子受体基因等;有与肿瘤发生有关的基因,如G抗原7基因等;未知功能基因2个。结论筛选得到的瘢痕疙瘩差异表达基因,对了解瘢痕疙瘩发生发展的病因学基础和指导临床治疗具有重要意义。

应用抑制消减杂交技术构建耐多药结核杆菌差异表达基因消减cDNA文库

目的:构建结核杆菌耐多药株与敏感株的差异表达消减cDNA文库,进一步探索结核杆菌耐多药的分子机制。方法:以耐多药菌株cDNA为实验组(Tester),敏感株cDNA为驱动组(Driver)应用抑制消减杂交(Suppression subtractive hybridiza-tion,SSH)技术结合T/A克隆技术构建结核杆菌耐多药株与敏感株的差异表达消减cDNA文库。结果:成功构建了耐多药结核菌株差异表达消减cDNA文库,获得113个差异表达cDNA片段。结论:研究表明SSH技术是筛选新功能基因的有效方法;多种已知或未知基因均参与了结核杆菌耐多药的调节,大规模筛选与克隆这些基因为进一步研究结核杆菌耐多药机制的产生奠定了必要的理论基础。

应用抑制消减杂交克隆支气管哮喘病人嗜酸细胞差异表达基因

目的探讨嗜酸细胞在支气管哮喘发病中的分子机制。方法提取1名哮喘发作病人嗜酸细胞总RNA为实验子,治疗后作为对照的嗜酸细胞的RNA为驱动子。检测子、驱动子的总RNA由SMART cDNA合成方法合成双链cDNA,进而由抑制消减杂交方法获得消减杂交产物。消减杂交产物克隆到T载体建立消减文库,对部分克隆进行杂交筛选及序列比对。结果消减杂交文库挑取400个克隆进行PCR扩增,阳性率约为80%。部分阳性克隆经2轮杂交筛选及序列对比后获得6个差异片段,涉及与编码炎症介质、细胞信号传导、能量代谢和细胞凋亡相关的基因。结论抑制消减杂交技术有效地克隆了支气管哮喘发作期和缓解期嗜酸细胞差异表达的基因,为阐明嗜酸细胞在支气管哮喘发病中的分子机制奠定了良好的基础,并为临床防治支气管哮喘、寻找新的药物和方法提供了依据。

C57BL/6小鼠感染猪链球菌2型后脾脏消减cDNA文库的构建及差异基因分析

探讨C57BL/6品系小鼠体内猪链球菌2型感染后的差异表达基因,以期为进一步研究猪链球菌的致病机制和抗病性研究提供重要的参考依据。利用抑制性消减杂交技术构建了8周龄C57BL/6小鼠感染猪链球菌2型后的脾脏消减cDNA文库。对获得的237个阳性克隆进行测序,利用GenBank BLAST分析核酸和蛋白质同源性,共获得159条差异表达序列标签(ESTs)。试验结果证实,正向文库有34个、反向文库有30个不同的基因与ESTs具有高度的同源性,它们分别是免疫性能、细胞组分、细胞信号分子、转录因子等的重要功能基因产物。经抑制消减杂交筛选出的差异表达基因主要有免疫球蛋白IgM重链-6、胸腺素4-beta、磷酸酶张力结合蛋白、转磷酸胆碱酶、肽酰-脯氨酰-顺反式异构酶、磷脂酰丝氨酸脱羧酶、胰岛素样生长因子结合蛋白-3等基因。筛选到较多EST与抗病性相关的重要基因具有很高的同源性,且这些基因在猪链球菌2型感染后的表达具有显著差异,提示这些基因在猪链球菌2型感染过程中发挥着重要功能。

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 .

应用抑制性消减杂交筛选卵巢癌紫杉醇耐药差异表达基因

目的:应用抑制性消减杂交技术研究人卵巢癌紫杉醇耐药细胞株OC3/Tax300与其亲本细胞OC3(敏感株)之间基因表达的差异,筛选耐药相关基因,探讨基因表达差异与卵巢癌耐药的相关性。方法:以卵巢癌紫杉醇耐药细胞株OC3/Tax300 mRNA为检测子(tester),以其亲本细胞OC3(敏感株)mRNA为驱赶子(driver),构建cDNA消减文库。随机挑取文库克隆测序,所得结果在GenBank中做同源性比较分析。结果:成功构建了卵巢癌紫杉醇耐药细胞株的特异性cDNA消减文库。从文库中选取阳性克隆,其中76个测序成功,再随机选取36个序列与GenBank数据库进行初步比对,8个可能为新基因,1个为蛋白序列,另27个来源于16个已知基因,这些差异表达基因主要涉及细胞代谢、信号转导、细胞骨架、凋亡、蛋白翻译合成、发育等相关基因。结论:部分基因表达差异与卵巢癌紫杉醇耐药有关。

应用抑制性消减杂交技术筛选三氧化二砷对肝细胞调节的差异表达基因

目的:应用抑制性消减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)技术构建As2O3处理的人肝癌细胞系HepG2差异表达基因的cDNA消减文库,筛选并克隆As2O3调节相关基因,阐明As2O3对肝细胞调节作用的分子生物学机制. 方法:以As2O3处理HepG2细胞,同时以PBS处理的相同细胞系作为对照;24 h后制备细胞裂解液,提取mRNA并逆转录为cDNA,经RsaI酶切后,将实验组cDNA分成两组,分别与两种不同的接头衔接,再与对照组cDNA进行两次消减杂交及两次抑制性多聚酶链反应(PCR),将产物与T/A载体连接,构建cDNA 消减文库,并转染大肠杆菌J109进行文库扩增,随机挑选克隆PCR扩增后进行测序及同源性分析. 结果:成功构建三As2O3处理HepG2细胞差异表达基因的cDNA消减文库.文库扩增后得到109个白色克隆,进行菌落PCR分析,均得到200-1000bp插入片段.挑取含有插入片段的36个克隆进行测序,并通过生物信息学分析获得15种已知基因序列和6个未知功能的新基因. 结论:应用SSH技术成功构建了As2O3处理HepG2细胞差异表达基因的cDNA消减文库.

抑制消减杂交技术克隆晕船易感大鼠脑干差异表达基因

目的 筛选晕船易感大鼠脑干组织差异表达基因。方法 利用抑制消减杂交(SSH)技术构建晕船易感大鼠脑干组织差异表达基因 cDNA文库,斑点杂交筛选含有插入片段的阳性克隆。结果 文库中442个克隆含有插入片段,斑点杂交获得的阳性克隆测序,获得39条差异基因片段和2条全长序列基因。其中高表达16条,含未知功能基因片段3条;低表达25条,含未知功能基因片段5条。结论 SSH技术是一种高效的筛选差异表达基因的方法,本实验结果为深入研究晕船易感性机制提供了重要的线索。

利用抑制消减杂交技术研究结核分支杆菌强毒株H37Rv和弱毒株H37Ra的基因差异

为了解结核病的致病分子机理和筛选结核病致病菌的毒力基因,利用抑制消减杂交(SSH)技术分析了结核分支杆菌强毒株H37Rv和弱毒株H37Ra间的基因组DNA间差异。通过Southern杂交验证及序列分析得到仅在强毒株H37Rv基因组中有的DNA片段8个,其中一个编码已知的毒力因子mce蛋白,1个编码PE家族蛋白,1个编码purC合成酶,和4个潜在蛋白,另一个为非编码区片段。其中有2个基因经PCR方法已证实在强毒株H37Rv和临床分离的强毒株中存在,而在H37Ra和临床弱毒株中无;仅在弱毒株H37Ra基因组中的DNA片段3个,其中2个为新基因片段,已被GenBank收录。

A/J小鼠感染猪链球菌2型后脾脏消减cDNA文库的构建及相关差异基因表达分析

为了分离与猪链球菌2型感染密切相关的基因,利用抑制性消减杂交(SSH)技术构建了8周龄A/J小鼠感染猪链球菌2型后的脾脏消减cDNA文库,并对其中169个阳性克隆进行测序,去除冗余的cDNA序列载体并聚类拼接后共获得110条差异表达序列标签(EST)。利用GenBank的BLAST软件分析比较核酸和蛋白质同源性,发现共有36个基因与这些EST具有高度的同源性,它们分别参与细胞成分、免疫、信号转导、凋亡、转录等重要功能。这些差异表达基因主要有ATP/GTP结合蛋白1(Agtpbp1)、天冬氨酸-谷氨酸-丙氨酸-天冬氨酸盒多肽5、核蛋白p68、ATP-依赖RNA解旋酶、真核生物转录因子2亚基(Eif2s2)、Na+/K+-ATP酶转运β3多肽、溶菌酶1、溶菌酶2等基因。结论:这些差异表达基因在猪链球菌2型感染过程中可能发挥重要功能。