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银染mRNA差异显示方法分离环磷酰胺致突变相关基因片段的探讨
环磷酰胺(CP)是目前临床上常用的肿瘤化疗药物和免疫抑制剂,在遗传毒理学实验中常用作致突变和胚胎致畸的阳性对照药物.它主要通过攻击肿瘤细胞和正常细胞DNA,抑制其生长繁殖,干扰其功能.
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双龙方有效成分诱导干细胞分化过程中差异表达基因的筛选和聚类分析
目的:利用基因芯片筛选双龙方主要成分(人参皂苷Rb1,丹参酚酸B)诱导大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)分化过程中的差异表达基因,并对差异表达基因进行聚类分析,研究双龙方主要有效成分对大鼠MSCs增殖及分化的影响.方法:用含5705条大鼠基因的博奥大鼠全基因组Oligo芯片,以不同给药情况、不同时间点的细胞总RNA制备的探针杂交芯片,用LuxScan 10KA双通道激光扫描仪(CapitalBio公司)进行扫描,筛选MSCs变化过程中的差异表达基因并进行生物信息分析,hierarchical聚类提取差异表达的特征基因.结果:在MSCs的分化过程中,筛选出128条(2.24%)差异表达基因,经分析发现它们与能量代谢,信号传导等多类基因密切相关,对样本进行聚类发现MSCs在20-30天之间发生了显著的改变.结论:基因芯片是研究中药作用机理的有效平台,双龙方主要成分可诱导MSCs向心肌样细胞分化.
关键词： 双龙方 基因芯片 差异基因表达 hierarchical聚类分析 -
肝郁脾虚证大鼠模型肝脏的差异基因表达
目的:研究肝郁脾虚证大鼠模型肝脏的差异基因表达.方法:大鼠随机分为正常对照组、肝郁脾虚证模型组2组,每组12只.采用慢性束缚+过度疲劳+饮食失节法,连续28d造模,正常对照组不予处理.于制模第29d,处杀2组大鼠,待测肝脏全基因探查.结果:肝郁脾虚证模型大鼠肝脏差异表达的基因59个,其中上调基因27个,下调基因32个.在上调的27个基因中,目前已知的功能基因有Scd1、Dbp、Upp2、Slc28a2、Sds、Hpn、Gldc、Tm7sf2、Gcat.结论:肝郁脾虚证存在异常基因表达,涉及脂类代谢、糖代谢等多个方面.提示多个基因的异常表达可能是中医肝郁脾虚证的分子基础.
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融合基因表达差异的生物代谢变化预测
目的 当前存在许多基于约束的优化建模方法利用全基因组的代谢网络来预测生物代谢流量分布,而几乎所有的这些建模方法都需要代谢物的摄取和分泌速率以及生物先验知识的信息,比如假设生物量或者ATP产量大.但是由于多细胞生物代谢物的摄取和分泌速率的测量很困难,并且多细胞高等生物的不同组织通常有不同的代谢目标,所以很难确定一个合理的代谢目标来建模研究高等生物的代谢.本文利用基因表达的差异信息和代谢网络,能够预测单细胞或多细胞生物代谢流量的变化,不需要生物的先验知识和代谢物分泌或摄取速率的信息.方法 模型假设在两点状态下,如果编码酶的基因表达量存在显著变化,则酶催化的反应的代谢流量也应该存在显著变化.利用微阵列基因组学数据和生物全基因组的代谢网络,通过使生物代谢流量的变化与基因表达的变化尽可能一致来建立优化模型,预测生物显著差异的代谢流量分布.结果 模型利用在有氧恒化器中以不同稀释速率生长的大肠杆菌的基因表达数据,预测的代谢流量与实验中实际测量的代谢流量一致.结论 本文提出的基于约束的建模方法可以简单准确地定性预测低等生物的代谢流量变化,为研究高等生物的代谢变化提供了有效途径.
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融合基因表达数据的组织间代谢差异研究
目的：不同组织细胞代谢系统中包含的代谢反应是全基因组尺度代谢网络中所有代谢反应的子集。对不同组织细胞代谢系统差异的研究，可以帮助理解不同组织的代谢特异性。方法基于已有的全基因组尺度代谢网络，融合两种组织细胞基因表达的变化信息，提出一种基于约束建模的方法，以预测多细胞生物不同组织细胞之间的代谢系统差异。根据“不同条件下基因表达量的变化信息，为预测相关反应在代谢流量上变化提供了‘线索’”这一假设，本方法试图大化拟合在表达层面和代谢层面上显著性变化的一致性，并进一步确定出代谢活性必定为上调或下调的反应集合，从而对生物体的不同组织细胞之间代谢系统差异有一个定性的描述。结果融合了肝脏组织和心脏组织的基因表达数据进行实验，将代谢差异研究方法与之前的研究方法比较，发现该方法能更加有效检测肝脏和心脏组织间的代谢差异。结论为进一步研究多细胞生物和高等生物的不同组织细胞之间的代谢系统差异提供了一种有效的方法。
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长期培养后小鼠造血基质细胞差异表达基因的筛选
为了进一步研究长期培养体系(long-term culture,LTC)中造血基质细胞调控造血的分子基础及其作用机制,并发现新型造血调控因子,以LTC体系培养后小鼠骨髓造血基质细胞(LTC-St)为被扣除杂交组,以未经培养的小鼠骨髓细胞(BMC)为扣除杂交组,采用抑制性扣除杂交法(SSH)进行杂交,将杂交产物克隆并测序,进行生物信息学分析.结果:获得了131个差异表达EST克隆,这些克隆代表了26种已知或部分已知的不同基因和7条无任何线索的全新基因,5条具有完整开放阅读框架,无功能线索的新基因中3条有信号肽.结论:通过本实验得到了LTC体系中特异性表达的一个消减文库,获得了几条可能与造血调控相关的新型基因或EST,为揭示造血微环境支持造血的分子机制提供了有意义的线索.
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基因表达谱芯片的数据分析
基因芯片数据分析的目的就是从看似杂乱无序的数据中找出它固有的规律,本文根据数据分析的目的,从差异基因表达分析、聚类分析、判别分析以及其它分析等角度对芯片数据分析进行综述,并对每一种方法的优缺点进行评述,为正确选用基因芯片数据分析方法提供参考.
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牛磺胆酸钠诱导的急性坏死性胰腺炎大鼠基因表达谱变化
基因芯片技术是高通量的差异基因表达研究手段.通过杂交后的生物信息学分析有助于全面了解复杂基因和信号转导通路在急性坏死性胰腺炎(ANP)中的作用.因此,利用全基因组表达谱方法分析ANP基因的变化较单个基因的研究具有理论上的优势.李磊等[1]曾报道,腹腔注射雨蛙肽诱导的急性水肿性胰腺炎(AEP)基因表达谱的变化,但尚未见类似临床重症急性胰腺炎(SAP)的ANP模型的胰腺组织基因表达谱的报道.故本实验观察ANP大鼠胰腺组织基因表达谱的变化.
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乳腺癌新辅助化疗疗效的基因表达谱分析
目的 分析乳腺癌新辅助化疗前活检组织的基因表达谱数据,筛选与T/FAC(多西他赛、氟尿嘧啶、多柔比星和环磷酰胺)或T/FEC(多西他赛、氟尿嘧啶、表柔比星和环磷酰胺)新辅助化疗方案治疗有效性显著相关的基因.方法 从国际上已发表的相关文献中检索并获取乳腺癌基因表达谱数据,按照统一的新辅助化疗方式进行数据筛选,终保留4个符合要求的数据集,共844个样本.其中样本按照化疗效果分为病理完全缓解(pCR)和残留浸润性癌(RD)两类.分析两组样本差异表达的基因,探讨其表达水平的变化与化疗疗效的相关性. 结果 通过分析,我们分别在4个数据集中找出显著差异的基因(校正P<0.05),按照表达水平的高低,分为pCR组相比RD组高表达的基因和低表达的基因两组.后,将4个数据的结果整合,得到在4个数据集中同时高表达或低表达的基因,分别为34和42个.基于交集的差异表达基因,对样本进行无监督聚类,发现pCR和RD两组倾向性地分别富集在两类(一致性检验,P<0.05).结论 分析得到的76个差异表达基因与乳腺癌新辅助化疗疗效有关,可能成为新的化疗疗效预测标志物.
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高通量实时荧光定量RT-PCR方法验证FL细胞对苯并(a)芘7,8-二氢二醇9,10-环氧化物处理的差异表达基因
目的 验证由寡核苷酸微阵列检出的FL细胞对苯并(a)芘7,8-二氢二醇9,10-环氧化物(BPDE)处理的差异表达基因.方法 FL细胞分别经0.1%二甲亚砜(DMSO)和0.5 μmol·L-1 BPDE处理,以高通量实时荧光定量RT-PCR方法(TaqMan低密度芯片)平行检测185个目标基因的相对表达水平.结果 BPDE处理组相对DMSO对照组,51个基因表达有差异,12个基因表达上调,39个基因表达下调,(n=3,P＜0.05),涉及细胞增殖,分化,凋亡调控基因,转录调节基因和代谢酶基因等.结论 高通量实时荧光定量RT-PCR可迅速对微阵列数据进行验证,差异表达谱有助于研究BPDE的毒理机制和细胞的应答反应.
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"肾应冬"睾丸差异基因表达的实验研究
目的 筛选出数个在冬夏季节变化中睾丸差异表达的基因片段.方法 采用DDRT-PCR方法检测睾丸标本总RNA.结果 ①得到44条差异片段, 测序10条片段,有7条与已知的基因有较高同源性.②发现了3个新基因,被基因库收录,收录号为CK743226,CK743227,CK743228.结论 ①生理状态下,冬夏季节变化可以导致睾丸基因表达的变化.②松果腺对性腺的季节性调节是通过基因的差异表达而实现的.③经过Genebank检索所发现的3条新基因可能是动物自身应时而变调节的需要,也是动物自身进化的需要.④"肾应冬"具有物质基础,其调节机制涉及松果腺对睾丸差异基因表达的调节作用.
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基因芯片检测三唑磷染毒大鼠肝脏基因表达
[目的]研究低剂量暴露于有机磷农药三唑磷的慢性毒性分子机制.[方法]用Affymetrix RT-U34基因芯片技术,分析以含100mg/kg三唑磷的饲料喂养6个月后的大鼠亚慢性毒性试验差异基因表达,同时作其病理检查.[结果]三唑磷平均摄入剂量为5.21 mg/(kg·d)的100mg/kg剂量组与对照组相比,有30个基因和表达序列发生2倍以上变化,涉及代谢酶、免疫、DNA损伤修复、应激和细胞结构成分.诱导Ⅰ相代谢酶P450IIC13和Ⅱ相代谢酶GSTA2、SULTLE2和促进DNA修复GADD45A基因表达上调,部分代谢酶、免疫、应激有关基因表达下调.细胞结构基因表达变化支持了病理结果.[结论]三唑磷农药亚慢性毒性可能累及代谢酶、免疫、应激和细胞结构成分等方面的变化.
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血吸虫基因组计划的概况及工作进展
血吸虫是一种雌雄异体的吸虫,其基因组较大,约270 Mb了解血吸虫基因组,对理解血吸虫生物学、耐药机制和逃避宿主免疫系统的抗原变异非常重要.本文介绍了始于1992年的血吸虫基因组计划中发现基因的新进展.此计划的主要目的之一就是发现和描述曼氏和日本血吸虫新的基因,以便寻找新的药物作用靶位和疫苗.目前已编目的基因占整个血吸虫基因组中全部核苷酸的15%-20%,说明这一计划是成功的.
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HSF1对LPS诱导的急性肺损伤小鼠的保护作用及其相关差异表达基因的筛选
目的:探讨热休克因子1(heat shock factor 1,HSF1)减轻脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的小鼠急性肺损伤的作用及其分子机制.方法:采用气管滴注LPS的方法制备小鼠急性肺损伤模型,观察HSF1野生型小鼠(HSF1+/+)和HSF1敲除小鼠(HSF1-/-)肺大体改变和肺组织病理改变,检测支气管肺泡灌洗液(bronchoalve-olar lavage fluid,BALF)中总蛋白、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、肿瘤坏死因子 α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素(interleukin,IL)-1β和IL-6的蛋白表达.采用基因芯片技术筛选经LPS处理后的HSF1+/+和HSF1-/-小鼠肺组织中的差异表达基因,并进一步采用real-time PCR对CXC趋化因子受体2(CXC chemokine receptor 2,CXCR2)的表达进行验证.结果:与经LPS刺激后的HSF1+/+小鼠相比,经LPS刺激的HSF1-/-小鼠肺大体和病理损伤加重,BALF中总蛋白、VEGF、TNF-α、IL-1β和IL-6的含量升高,差异具有统计学意义(P<0.05).基因芯片分析发现,与经LPS处理的HSF1+/+小鼠相比,HSF1-/-小鼠共筛选出918个差异基因,有65个基因表达差异明显,其中Atg7、ccr1、cxcr2、Tbl1xr1、Mmp9、Pparg、Plcb2、Arrb2、Cntn1、Col4a6等共28个基因在HSF1-/-小鼠的肺组织中表达明显上调;Fgfr1、Fgfr2、Map4k4、Ddx58、Tfg、Stat3、Smad4、Lamc1、Sdc3等共37个基因表达明显下调.Real-time PCR 结果显示,CXCR2的 mRNA 水平在 LPS 刺激的hSF1-/- 小鼠肺组织较HSF1+/+小鼠表达明显上调,表达趋势与基因芯片结果一致.结论:HSF1能减轻LPS诱导的小鼠急性肺损伤,CX-CR2可能参与了对肺组织的保护作用.
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基因芯片筛选急性肺损伤小鼠模型肺组织中活化转录因子3相关差异基因
目的 利用基因芯片技术筛选LPS诱导的急性肺损伤小鼠肺组织中与活化转录因子3(acting transcription factor 3,ATF3)相关的差异基因表达,以发现与ATF3可能相互作用的基因.方法 采用基因芯片技术筛选野生型C57小鼠和ATF3敲基因小鼠经LPS处理后肺组织中的差异表达基因.进一步采用RT-PCR技术对重点基因的表达进行验证.结果 与野生型C57小鼠比较,ATF3敲基因小鼠共筛选出1 692个差异基因,有21个与炎症调控相关的基因表达差异明显,其中,Myo18a、Mest、Gpr124、Rcan2、Tnfsf15、Ltbp3、Cdh2、Ppm1f、Spns2、Rarres2、Cgn、Mmrn2、Crb3、Adamts2、Mrc2、Sh3tc2、Cdk5 rap1、Cenpf共18个基因在ATF3敲基因小鼠肺组织中表达明显上调;Padi4、Wfdc82个基因表达明显下调.对重点基因Tnfsf15(又称为TL1A)进一步验证,RT-PCR检测结果显示,表达趋势与基因芯片一致.结论 TL1A可能参与了ATF3对LPS诱导的急性肺损伤的炎症保护作用.
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肝癌相关差异表达基因的生物信息学分析及蛋白互作网络构建
目的 建立生物信息学分析筛选肝癌基因芯片差异表达基因的方法,助力肝癌发病分子机制的研究.方法 通过R语言软件分析肝癌芯片数据GSE45436中肝癌组织和癌旁组织差异表达的基因,DAVID软件对差异表达基因进行GO功能富集及KEGG通路富集分析,String和Cytoscape软件分析关键基因和模块.结果 共筛选出375个差异表达明显的基因,其中表达上调和下调的分别有99个和296个.差异基因功能分析主要涉及细胞周期、p53信号通路、补体途径、细胞色素P450代谢通路等.蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络显示拓扑异构酶Ⅱα(TOP2A)可能与肝癌的发生发展为相关.结论 本研究采用基因芯片结合生物信息学方法,构建了肝癌差异表达基因编码的蛋白互作网络.TOP2A可能是肝癌相关的核心基因.
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大鼠急性肾缺血再灌注损伤早期的基因表达
目的 研究急性肾缺血再灌注损伤早期的差异基因表达,探索其潜在的分子机制.方法 通过单纯夹闭大鼠肾动脉制备肾缺血再灌注模型,进行基因表达芯片检测和生物信息学分析,筛选急性肾损伤早期的差异基因表达及其所涉及的细胞活动和信号通路.同时,通过构建差异表达基因的生物网络来寻找与急性肾损伤关系密切的分子,并进行荧光定量PCR验证.结果 在检测出的151个差异表达基因中,132个基因显著上调,19个基因显著下调,GO与KEGG通路富集分析结果显示主要与细胞增殖、细胞因子介导的信号通路和免疫反应等有关.荧光定量PCR结果显示,与对照组相比,挑选出的3个与急性肾损伤高度相关的基因(ANXA1、PHLDA1、KLF6)在疾病早期具有显著的表达差异,上升倍数与芯片检测出的倍数基本一致.结论 本研究揭示了急性肾损伤早期的差异基因表达特征以及所涉及的生物学过程和信号通路,其中ANXA1、PHLDA1、KLF6可能在急性肾损伤的发病机制中起到一定作用.
