高通量基因芯片检测阻断Cyclin B1后基因的差异表达

目的:研究Cyclin B1敲低后差异表达的基因,并筛选出与自噬相关的基因。方法:利用胸腺核苷(TdR)双阻断法使鼻咽癌细胞CNE-2周期同步化至S期,siRNA干扰Cyclin B1的表达,流式细胞术验证转染效率,q-PCR和western blot验证siRNA沉默效率,高通量基因芯片筛选对照组和实验组差异表达的基因。结果:经2.5mmol/L的TdR同步化后,流式细胞仪检测细胞周期,获得S期细胞。用脂质体转染法将FAM-siRNA导入CNE-2细胞后,流式细胞术检测转染效率为85.6%,将Cyclin B1-siRNA导入CNE-2细胞后,Cyclin B1的mRNA和蛋白表达均较对照组明显下降85%(P<0.01)。基因芯片结果显示与对照组相比,转染Cyclin B1-siRNA后一共有2 408个差异表达的基因,其中1 245个基因显著上调,1 163个基因显著下调,初步筛选出上调的自噬相关基因PTEN。结论:Cyclin B1-siRNA可以有效地沉默Cyclin B1蛋白的表达,并可以使2408个基因差异表达,初步筛选出上调的自噬相关基因PTEN。

高通量检测基因芯片测序技术对COPD合并社区获得性肺炎病原体检测可行性研究

目的探讨高通量检测基因芯片测序技术对慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)合并社区获得性肺炎病原体检测可行性。方法选择2017年1月至2018年5月在我院接受治疗的128例疑似COPD并发社区获得性肺炎患者进行研究。所有患者均在使用抗生素前采集合格痰标本、肺泡灌洗液标本,均同时进行病原学临床检测和高通量测序,并对高通量测序的结果采用PCR方法进行确认,然后对基于高通量测序的慢阻肺合并肺炎病原体检测方法进行评估。参照《中国成人社区获得性肺炎诊断和治疗指南(2016年版)》中致病原的主要检测方法及其相应的诊断标准为金标准,对临床检验及高通量检测基因芯片测序技术的诊断效能进行分析。结果临床检测对COPD合并社区获得性肺炎病原体检测诊断效能:灵敏度=81.52%,特异度=63.89%,准确度=76.56%,阳性预测值=85.23%,阴性预测值=57.50%。高通量检测基因芯片测序对COPD并发社区获得性肺炎病原体检测诊断效能:灵敏度=91.43%,特异度=82.61%,准确度=89.84%,阳性预测值=96.00%,阴性预测值=82.61%。高通量检测灵敏度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值等诊断效能指标均明显高于临床检测(P<0.05)。高通量病原体检出阳性率明显高于临床检验(P<0.05),在肺炎链球菌及流感嗜血杆菌方面差异无统计学意义(P>0.05),在人腺病毒方面高通量病原体检出阳性率明显高于临床检验(P<0.05)。结论高通量检测基因芯片测序技术对COPD合并社区获得性肺炎病原体检测灵敏度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值等诊断效能指标均明显高于临床检测,该方法操作方便、诊断价值较高。

基于高通量芯片和生物信息学挖掘多发性骨髓瘤的发病差异基因

目的筛选多发性骨髓瘤(MM)患者与正常人群之间的差异表达基因(DEGs),探究MM的发病机制,为MM的基因诊断和治疗提供导向。方法从GEO数据库中检索获取MM患者的芯片数据,通过Morpheus在线工具进行芯片数据质量控制和DEGs的筛选,运用DAVID数据库对筛选获得的DEGs行基因富集和通路分析,通过STRING数据库构建蛋白相互作用网络,并采用Cytoscape软件行模块分析。结果共获得16 211个DEGs,包括7 586个上调基因和8 625个下调基因(P<0.05)。基因本体(GO)分析结果表明,生物学过程中上调DEGs主要涉及鞘糖脂代谢等30个功能簇,下调DEGs涉及细胞分裂等163个功能簇;分子功能中上调DEGs主要涉及蛋白质结合等29个功能簇,下调DEGs主要涉及组蛋白结合等59个功能簇;细胞成分中上调DEGs主要集中在细胞溶质等27个功能簇中,而下调DEGs主要集中在核质等78个功能簇中。京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析结果表明,上调DEGs主要涉及溶酶体相关通路等26条通路,下调DEGs主要涉及DNA复制等27条通路。蛋白互作网络分析示CDK1、TOP2A、AURKB、BRCA1、CHEK1、PTEN、RAD51、GMPS、CDC45和CDKN2A 10个基因为富集程度最高的核心DEGs,模块分析显示得分最高的3个基因模块主要与核分裂、DNA复制和核酸代谢过程相关。结论通过多种生物信息学方法筛选获得了MM患者和健康对照组的DEGs,并从不同角度阐释了MM发病机制的相关基因及其表达特征,为MM特异性诊断标志和靶向治疗等提供了依据。

基于高通量芯片分析早发性精神分裂症差异表达基因

目的比较早发性精神分裂症与健康人群之间基因表达差异,探究精神分裂症发病机制。方法 GEO数据库获取基因芯片数据,通过R工具进行差异表达基因分析,使用DAVID工具进行GO富集和通路分析,利用STRING数据库构建蛋白相互作用网络。结果鉴定到314个显著差异表达基因,包括221个显著上调控基因和93个显著下调控基因,基因本体GO显著富集到20个条目,主要涉及g蛋白偶联受体信号通路,嗅觉感知,磷脂酰丝氨酸酰链重构,磷脂代谢过程,钠离子通道调控激活,神经肽绑定等。KEGG通路显著富集结果主要涉及嗅觉信号传导,醚脂类代谢,长期抑制(LTD),甲状腺激素合成等6个通路。蛋白互作网络分析获得5个核心基因,模块分析结果显示得分最高的模块主要与神经肽绑定和刺激神经组织配体受体交互信号通路相关。结论通过生物信息学方法获得了早发性精神分裂症与健康人的差异表达基因,阐释了早发性精神分裂症发病机制的相关基因及其表达特征,为早发性精神分裂症的诊断和治疗提供理论基础。

蛇毒半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因转染对小鼠黑色素瘤B16F1细胞基因表达谱的影响

背景与目的:本实验室已证明蛇毒半胱氨酸蛋白酶抑制剂(snake venom cystatin,sv-cystatin)具有抗肿瘤侵袭转移作用,为了进一步阐明其分子机制,本研究利用高通量的基因芯片技术探讨sv-cystatin基因转染对小鼠黑色素瘤细胞(B16F1)基因表达谱的影响。方法:分别将pcDNA3.1/sv-cystatin及空载体pcDNA3.1转染B16F1细胞,建立稳定转染的B16F1/sv-cystatin及B16F1/pcDNA3.1细胞株,提取总mRNA,应用高通量的基因芯片技术检测差异表达基因,半定量RT-PCR法分别验证5个上调和5个下调的差异表达基因。结果:B16F1细胞经转染sv-cystatin后,共检测了1218个基因,其中有45个差异表达基因,21个基因表达上调(Ratio>3),24个基因表达下调(Ratio<0.5),这些基因的功能涉及细胞粘附迁移、细胞免疫调节、增殖分化与凋亡、基因转录和细胞内信号转导等方面。10个差异表达基因的RT-PCR验证结果与基因芯片分析结果相符。结论:Sv-cystatin不仅具有抑制细胞外基质的作用,而且还具有细胞免疫调节、增殖分化与凋亡、基因转录和细胞内信号转导等多种生物学功能。

内蒙古自治区包头市儿童急性呼吸道感染病原体分布及流行特征

目的分析内蒙古自治区包头市儿童急性呼吸道感染(acute respiratory infection,ARI)病原体分布及流行特征。方法将2016年7月1日至2021年6月30日包头市7家三级医院儿科40180例0~12岁ARI患儿的鼻咽拭子标本纳入研究,并按性别、年龄、季节、年份进行分组研究。采用高通量荧光基因芯片技术进行26种34个亚型病原体基因检测。统计学方法采用χ^(2)检验。结果40180例标本中,共32887例检出病原体,检出率为81.85%;其中16289例(49.53%)为单一病原体感染,11679例(35.51%)为双重感染,4919例(14.96%)为三重及以上感染。累计检出58993株病原体株,其中细菌检出率为66.69%(26798/40180);病毒检出率为71.89%(28884/40180)。细菌中前3位为肺炎链球菌、流感嗜血杆菌和溶血性链球菌。病毒中前3位为呼吸道合胞病毒、副流感病毒和腺病毒。男性22727例(56.56%),女性17453例(43.44%);病毒与细菌检出率男性均高于女性,差异有统计学意义(χ^(2)值分别为32.180、5.645,P值均<0.05)。年龄<3岁者占69.35%(27865/40180),其病毒、细菌、白色念珠菌、肺炎支原体检出率均高于≥3岁儿童(χ^(2)值分别为1505.948、4613.823、48.792、4361.449,P值均<0.001)。春季送检10858份(27.02%),夏季送检7048份(17.54%),秋季送检9765份(24.30%),冬季送检12509份(31.13%),除了肺炎克雷伯菌,其他病原体在不同季节的分布比较,差异均有统计学意义(P值均<0.05)。一年四季均以肺炎链球菌感染为主;在病毒感染中,春秋两季以副流感病毒为主,夏季以腺病毒为主,冬季以呼吸道合胞病毒为主。不同年份的病原体检出率比较,差异均有统计学意义(P值均<0.001)。2016年至2021年肺炎链球菌是感染占比最高的病原体。结论内蒙古自治区包头市0~12岁ARI患儿的病原体以病毒为主,其次为细菌、肺炎支原体。男性患儿发病率高于女性患儿;年龄<3岁者高于≥3岁者;冬春季高于夏秋季,医务工作者应高度重视。

应用于dPCR基因芯片的荧光精缩无限远物镜设计

数字聚合酶链式反应(dPCR)技术在生物医疗领域具有非常重要的应用价值,为了进一步投入临床诊断和病原体检测中需要在光学检测系统的检测效率和准确性方面取得进展。针对dPCR检测需求,使用ZEMAX软件设计了无限远消色差荧光精缩物镜。镜头物方数值孔径为0.1,整体放大倍率为-0.65倍,可对Φ为34.9mm的物体进行成像,物方工作距离105.3mm,像方传递函数在70lp/mm处高于0.73,相对畸变小于0.4%;镜头设计可以同时满足大视场高分辨率的荧光多通道探测要求;基于无限远荧光显微成像技术,镜头可一次性检测位于28mm×18mm基因芯片上2万个反应通道,克服现有设备拼接成像的弊端并提高检测效率。

甲基丙烯酸环氧丙酯诱导16HBE细胞恶性转化相关m^(6)A修饰异常mRNA的分析

目的:检测甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)诱导16HBE细胞恶性转化相关m RNA的m^(6)A甲基化修饰水平,筛选出m^(6)A修饰的m RNA并进行功能注释。方法:GMA(8μg/m L)重复染毒16HBE细胞后,收集GMA染毒组和DMSO对照组的第30代细胞,采用高通量人类表观转录组芯片检测16HBE细胞恶性转化相关m RNA的m^(6)A修饰水平,应用Visual Studio Code软件进行m^(6)A修饰m RNA的筛选,并利用Omicshare工具对这些m RNA进行GO富集分析和KEGG通路分析。结果:与对照组细胞比较,GMA诱导的恶性转化16HBE细胞中m^(6)A修饰水平异常的m RNA共有454个,其中高甲基化水平m RNA 334个,低甲基化水平m RNA 120个;表达水平异常的m RNA共有434个,其中高表达m RNA 236个,低表达m RNA 198个。m^(6)A修饰的m RNA有45个,GO富集分析结果显示上述m RNA主要富集于SNAP受体活性、SNARE结合、SNARE复合体等生物学过程,KEGG通路分析主要富集于囊泡运输中的SNARE相互作用、非同源末端连接、苯丙氨酸代谢等通路。结论:m^(6)A修饰m RNA可能在GMA诱导16HBE恶性转化过程发挥重要作用。

基于QMEC分析的青藏高原不同类型冰川前缘地土壤微生物功能潜力

微生物通过多种功能代谢过程主导着因气候变暖裸露的冰川前缘地土壤元素的地球化学循环.以青藏高原的海洋型冰川、亚大陆型冰川和极大陆型冰川的前缘地土壤为研究对象,分析不同类型冰川前缘地土壤的微生物功能特征.依次选择玉龙冰川、天山乌鲁木齐1号冰川和老虎沟12号冰川作为三类冰川的典型代表,采用高通量功能基因芯片(QMEC)检测土壤微生物的功能基因特征.结果表明,在三类冰川前缘地土壤中,半纤维素降解基因和还原型乙酰辅酶A途径相关的碳固定基因丰度最高,三者主要的氮功能基因和氨化作用有关,磷、硫功能基因则主要与有机磷矿化过程和硫氧化过程相关.其中,水热条件较好的海洋型冰川的微生物功能基因的种类与丰度最高,其次为环境较为干燥的极大陆型冰川.三类冰川前缘地土壤的微生物功能基因结构的显著差异,证实了地理环境差异对微生物功能特征的影响,也为不同类型冰川前缘地土壤微生物的功能及其介导的元素地球化学循环研究提供了基础.