高原肺水肿大鼠肺组织基因表达谱分析

目的利用基因芯片技术分析高原肺水肿(high altitude pulmonary edema,HAPE)大鼠模型肺组织差异表达基因,为深入探讨HAPE发生的分子机制提供新线索。方法将8周龄健康雄性SD大鼠[体质量(200±20)g]按随机数字表法分为常氧对照(NC)组、脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)组、低压低氧(Hypoxia)组和低压低氧复合低剂量LPS(HL)组。LPS组和HL组按照每100 g体质量尾静脉注射0.1 mL浓度为0.05%的LPS溶液,NC组和Hypoxia组给予等量生理盐水;Hypoxia组和HL组进行模拟海拔5000 m低压低氧处理6 h,NC组和LPS组于舱外同时饲养。检测肺组织的湿/干质量比(wet/dry mass ratio,WDR)、支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)蛋白含量,HE染色观察肺组织病理改变。提取肺组织总RNA,采用Affymetrix基因芯片检测mRNA表达谱,采用Metascape在线基因注释和分析系统(http://metascape.org)对差异表达基因进行基因本体论(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)信号通路聚类分析。结果HL组大鼠肺组织表现出明显的充血、水肿、肺泡间隔增宽。与NC组比较,HL组大鼠肺WDR显著增加(P<0.01),BALF蛋白含量显著升高(P<0.05)。基因表达检测发现,相对NC组,Hypoxia组有79个基因表达上调,59个基因表达下调,LPS组473个基因表达上调,695个基因表达下调,HL组669个基因表达上调,1253个基因表达下调。GO和KEGG信号通路聚类分析显示:HL组差异表达上调基因主要富集于细胞因子介导的信号通路、对IL-1的反应、炎症反应调节等生物学过程,以及细胞因子-细胞因子受体相互作用、TNF、NF-κB、IL-17、补体和凝血级联反应等信号通路;表达下调的基因主要富集到细胞外基质组织、内皮细胞迁移调控、细胞-基质黏附等生物学过程,以及黏着斑、Wnt、cGMP-PKG、PI3K-Akt、Rap1等信号通路。HL组大鼠肺组织中NF-κB、TNF-α、IL-1β以及IL-6的mRNA表达均显著上调(P<0.01)。结论低氧复合低剂量LPS可稳定复制大鼠HAPE模型,低氧可显著增强LPS诱导的炎症、免疫反应,显著增强炎症介质的表达,促进HAPE的发生发展。

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。

表达谱基因芯片的可靠性验证分析

cDNA芯片是一项新兴的能评估检测全范围mRNA表达水平变化的技术。通过同种组织RNA自身比较实验及不同组织RNA的差异分析实验对cDNA芯片实验的重复性进行检验 ,利用相关系数 (correlationcoefficient,R)、变异系数 (coefficientofvariation ,CV)和假阳性率 (falsepositiverate,FPR)分析cDNA芯片数据的可靠程度 ,对cDNA芯片实验数据作了整体的评估。结果证实 ,该芯片系统得到的cDNA表达谱数据相关系数一般大于 0 9,平均变异系数 15 %左右 ,假阳性率控制在 3%以内。还提出一致率 (consistencerate,CR)的概念 ,作为衡量cDNA芯片系统重复性的新参数 ,同时阐述了该参数优于目前常用的相关系数及变异系数的特点。另外 ,通过比较芯片制备中点样浓度、mRNA和总RNA以及不同批次芯片和不同标记过程对实验的影响 ,来分析芯片数据的系统误差来源。并提出重复两次实验 。

基因芯片技术与基因表达谱研究

基因芯片技术是近年来出现的分子生物学与微电子技术相结合的最新DNA分析检测技术。该技术将成为信息科学与生命科学之间的联系纽带 ,为后基因组时代基因功能的分析提供一种最重要的技术手段。

表达谱基因芯片技术研究甘草甜素上调白介素-18基因的表达

目的:了解甘草甜素调节白介素-18(IL-18)基因启动子的活性,为甘草甜素的作用机制提供理论依据. 方法:应用基因表达谱芯片技术对于甘草甜素刺激HepG2 细胞之后的基因表达谱进行研究.聚合酶链反应(PCR)扩增IL-18基因启动子,命名为IL-18P.以T-A克隆法,将IL- 18P基因片段连入载体pGEM-T.将获得的质粒pT-IL- 18P,与报告质粒pCAT3-basic分别用KpnⅠ和BglⅡ双酶切后构建IL-18启动子报告基因表达载体pCAT3-IL-18P, 以重组表达质粒pCAT3-IL-18P瞬时转染HepG2细胞,以转染pCAT3 basic的HepG2细胞为阴性对照,甘草甜素刺激后24 h后收获细胞.用酶联免疫黏附法(ELISA)检测细胞中氯霉素乙酰转移酶(CAT)的表达活性. 结果:表达谱基因芯片研究结果表明,甘草甜素可上调IL- 18基因表达水平达2.815倍.构建的报告载体pCAT3-IL- 18P经过序列分析和酶切鉴定正确.pCAT3-IL-18P和甘草甜素瞬时转染的HepG2细胞的CAT表达活性是CAT3空载体的7.7倍,pCAT3-IL-18P的1.5倍. 结论:甘草甜素可以上调IL-18启动子的活性,进而上调IL-18基因的表达.为深入了解甘草甜素的免疫调节作用及其在病毒的清除过程中的作用机制提供新的理论依据.

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。

表达谱基因芯片技术及其在动物基因组研究中的应用

将对表达谱基因芯片的原理、分类、技术流程、优点和在动物基因组研究中的应用以及存在问题作一综述,并对其应用前景进行展望。

建立cDNA微矩阵基因芯片技术并分析食管癌细胞系Eca109基因表达谱

为筛选食管癌相关基因,建立并应用cDNA微矩阵技术分析了食管癌细胞系ECa109基因表达谱。结果显示,在886条基因中,ECa109细胞系与正常食管上皮细胞间存在显著差异表达的基因有107条(12.08%),其中表达上调的51条(5.76%),表达下调的56条(6.32%)。定量RT-PCR验证其中2个基因的表达水平,结果一致。建立T7 RNA聚合酶扩增技术,并对比分析了无扩增样品的基因表达谱,两者表现了较好的吻合性,这为cD-NA微阵技术分析原发性食管癌微量肿瘤细胞的基因差异表达谱提供了方法学。食管癌细胞株ECa109基因表达谱的分析也使我们对食管癌病变机制有了一个初步的了解。

基因芯片表达谱在椎间盘退变领域应用的研究进展

椎间盘退变是指椎间盘自然老化、退化的生理病理过程，它是一系列脊柱退行性疾病的病理基础，可引起椎管狭窄、脊柱节段不稳、骨赘形成，导致腰腿痛、椎间盘突出及神经根或脊髓压迫。对椎间盘退变引起的脊柱疾患可采用保守或手术治疗。脊柱融合术是目前治疗椎间盘退变引起的椎间盘突出、椎管狭窄等相关疾病的“金标准”，但会改变脊柱生物力学结构，加速邻近节段退变，甚至有再次手术的风险。因此，明确椎间盘退变发病机制，对相关疾病的诊断和治疗具有重要意义。20世纪60年代起，国内外学者开始研究椎间盘退变的病因，但至今确切机制仍不清楚。有研究表明，椎间盘退变过程中出现许多细胞事件的异常，如椎间盘髓核细胞凋亡数量增加、各种炎性因子和基质金属蛋白酶类表达量增多等。这一系列变化提示椎间盘内特定分子基因表达失调，进而导致各层次调节因素发生变化。

应用表达谱基因芯片筛选植物激活蛋白处理水稻相关差异基因

应用基因表达谱检测植物激活蛋白处理水稻相关差异基因的表达,建立相关基因表达谱。用Cy5和Cy3分别标记激活蛋白处理和对照cDNA,将两种荧光探针混合,与载有10368位点的水稻表达谱cDNA基因芯片进行杂交,并用芯片扫描系统进行扫描,通过Cy5与Cy3信号强度比值的计算研究基因的表达差异。共获得97个差异表达基因,其中上调基因4个,下调基因93个。应用基因表达谱芯片成功筛选了植物激活蛋白处理水稻差异表达的基因,为深入揭示该激活蛋白的作用机制研究提供依据。

凋亡和周期基因芯片研究As_2O_3对NB4细胞凋亡相关基因表达谱的影响

目的:利用细胞凋亡和周期基因芯片研究As2O3作用前后NB4细胞基因表达谱的差异性,寻找As2O3诱导NB4细胞凋亡的相关基因并分析其可能机制。方法:流式细胞仪检测细胞凋亡率,抽提对照及诱导组细胞的mRNA,通过逆转录将As2O3处理前后的NB4细胞cDNA进行生物素标记,用含269个目的基因的细胞凋亡和周期基因芯片进行杂交,GEArray软件分析,筛选出As2O3诱导前后表达有差异的基因。芯片结果用荧光定量聚合酶链反应(realtimepolymerasechainreaction)进行验证。结果:筛选出As2O3作用前后表达有差异的基因共100条(占芯片基因总数的37.2%),其中97条(97/100,97%)基因表达上调,3条(3/100,3%)基因表达下调。表达上调的基因主要包括肿瘤坏死因子配体和受体家族、bcl2家族、半胱氨酸家族、DNA损伤检测和P53途径以及细胞分裂周期蛋白和激酶等基因。结论:As2O3主要通过上调促凋亡基因表达来诱导NB4细胞凋亡,其中TNFSF15、Apaf1、Caspase3和p16等基因可能参与As2O3诱导的NB4细胞凋亡,As2O3诱导NB4细胞凋亡的可能机制主要涉及TNF途径、线粒体途径、Caspase途径、细胞周期抑制途径和P53途径等。

用基因芯片研究异丙酚麻醉大鼠丘脑基因表达谱

目的:运用基因芯片研究异丙酚麻醉大鼠丘脑基因表达谱的变化.方法:SD大鼠12只,随机分为对照组和异丙酚组,每组6只.对照组、异丙酚组大鼠分别腹腔注射生理盐水或100mg/kg异丙酚.1h后,取丘脑,抽提RNA,以RNA为模板逆转录合成cDNA,以cDNA为模板转录生物素标记的cRNA,cRNA经提纯、片断化后与大鼠神经生物学表达芯片U34杂交;杂交后的芯片用扫描仪检测信号,收集图像,用Mi-croarraySuiteVersion5.0软件分析差异表达基因并对其作初步功能分析.结果:1323条待测基因中,异丙酚麻醉后221条基因差异表达,上调表达80条,下调表达141条,其中差异表达超过两倍的为53条.差异性表达的基因功能可分为离子通道、信号转导、转录因子、细胞因子等.结论:异丙酚麻醉可诱导大鼠丘脑众多基因的差异表达,基因芯片是研究全麻机制的有效方法.

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。

分别应用基因芯片和solexa技术研究脐血干细胞体外诱导的巨核细胞基因表达谱

目的分别应用基因芯片和solexa技术研究人脐带血CD34+细胞来源的巨核细胞的基因表达谱。方法采用密度梯度离心法和免疫磁珠法分选人脐带血CD34+细胞。100 ng/ml TPO诱导培养12天后,应用免疫磁珠法分选巨核细胞(MKs)和非巨核细胞(非MKs)。分别应用基因芯片和solexa技术检测MKs和非MKs的差异表达基因。结果基因芯片技术在38000多个基因表达谱的筛选中,检测出呈现显著差异表达的基因有1834个,其中711个上调基因,1123个下调基因。应用solexa技术获取的MK和非MK细胞Tag初始数量分别为3773147和3533805个,整个清晰的Tag数量分别为3291132和2967947,明显独特的tag数量分别为197769和245318个。其中上调基因表达数量为1161个,下调为902个;上调Tag表达数量为2717个,下调为1519个。结论 MKs和非MKs mRNA表达存在显著差异,差异基因编码产物与细胞内信号转导、新陈代谢、细胞发育、运动、细胞凋亡、细胞黏连和免疫应答等功能相关,进一步深入研究将有助于探讨巨核细胞的表达机制、信号传导及调控机制。基因芯片和solexa技术的检测结果存在重叠,同时又相互补充,两种方法联合应用能得到更完整的巨核细胞的基因表达谱。

抗体基因芯片应用于检测鼻咽癌组织切片蛋白质表达谱的研究

目的研究应用抗体基因芯片检测鼻咽癌组织特异性蛋白质表达谱的新技术方案。方法利用噬菌体抗体库筛选出抗鼻咽癌的特异性抗体库,以扩增抗体基因V-D-J片段作为标识分子用于制备抗体基因芯片;通过特异性抗体库与鼻咽癌肿瘤组织结合后,使标记引物扩增的V-D-J序列与抗体基因芯片进行杂交后显示癌组织的蛋白质表达谱,从而选择性通过免疫组织化学显示其中关键性蛋白质原位表达状况。结果肿瘤组织结合的抗体滴度可达到106～108数量级,标记的DNA分子效价约为10-6～10-8,以该文一次检测20个抗体为例,基因芯片检出有10～14个阳性蛋白质表达谱;免疫组织化学可显示阳性抗体在细胞中的结合部位。结论以抗体基因芯片为核心的技术方案,能在组织切片上同时检测含多个蛋白质表达谱,可以广泛应用于基础研究和临床诊疗过程。

基因芯片分析10Gy γ射线照射后肺癌细胞株H1299基因表达谱变化

[目的]初步筛选肺癌细胞株H1299在放射线照射后表达显著改变的基因,为将来的后续工作奠定基础。[方法]采用SuperArray基因芯片方法比较肺腺癌细胞H1299在放射照射后与对照组细胞间细胞周期和细胞凋亡相关基因表达谱的差异。实验重复2次,以差异为2倍以上且2次实验结果相一致的标准确定差异表达基因。[结果]各组样品中28S和18SRNA比例合适,无降解现象,可用于下一步的芯片分析。10Gy照射中共有71个基因表达水平比对照组下降,29个基因表达水平上升,其中细胞凋亡相关改变2倍以上的有35个基因,细胞周期相关改变2倍以上的有65个。[结论]H1299细胞经过放射照射后的细胞周期相关和细胞凋亡相关的基因改变,对肺癌放疗后的耐受可能机制的研究及通过基因芯片技术研究肺癌辐射抗性有重要价值。

基因芯片对中段食管癌基因表达谱的研究

目的研究中段食管癌基因表达谱,筛选特异性基因。方法利用基因芯片技术对食管癌的基因表达进行分析,通过生物信息学手段研究其内在关系。结果筛选出在中段食管癌中显著差异表达的基因21个,其中11个基因表达水平增高,10个基因表达水平降低。结论利用基因芯片技术可以高通量地筛选出肿瘤组织差异表达基因,这些特异性基因的表达水平,可以区分不同的肿瘤组织。对将来基因诊断和治疗有一定价值。

基因芯片技术在食管鳞癌转移相关基因表达谱筛选中的应用

目的研究人食管鳞癌转移相关基因表达谱,探讨食管鳞癌的转移机制。方法选取392个与肿瘤转移相关的基因克隆,制备成肿瘤转移基因芯片。提取食管鳞癌组织以及正常食管组织RNA,反转录后标记为cDNA探针,与cDNA芯片杂交,经扫描及Quantarray3.0软件分析后比较两种组织中的差异表达基因。结果共筛查出差异表达基因58条,其中表达上调基因36条、下调基因22条,包括癌基因、抑癌基因、黏附分子、基质金属蛋白酶、信号转导因子、细胞代谢和免疫相关基因等。结论基因芯片筛查食管鳞癌转移相关基因表达谱可为明确食管鳞癌转移机制提供重要参考。

基因芯片分析急性心肌梗死患者外周血差异基因表达谱

冠状动脉疾病、心肌梗死是由多种遗传和环境因素,以及它们之间的相互作用引起的。2007年的全基因组关联研究（GWA）揭示了遗传与急性心肌梗死的关系。目前已经有11个染色体片段（chromosome segments）确定与心肌梗死相关。有研究表明染色体9p21与冠心病相关性最强。这些异常基因将来可能作为急性心肌梗死诊断及治疗的新靶点。