基因表达谱芯片在脑胶质瘤中的研究进展

基因表达谱芯片在基因芯片中应用最广泛,具有高效、灵敏、高通量、平行化等优点,可检测脑胶质瘤发生发展中成千上万个基因的表达情况,绘制基因表达图谱,筛选特异性表达基因,从而揭示脑胶质瘤在基因水平上的本质。近年,利用表达谱芯片技术检测脑胶质瘤中miRNA的表达情况取得一定进展,这对全面研究脑胶质瘤的发生、发展具有重要意义,本文对此进行综述。     

人脑胶质瘤细胞系miRNA表达谱初步研究

目的 确定部分人脑胶质瘤细胞系miRNA表达谱的初步特征.方法 提取人脑胶质母细胞瘤细胞系U251、TJ861、TJ905、TJ899和A172以及星形细胞瘤细胞系H4细胞的miRNA,miRNA微阵列芯片杂交,扫描后分析差异表达的miRNA.选择差异表达的miR-21设计反义寡核苷酸处理U251细胞后原位杂交和Western blot检查SEPT 7的表达.结果 在胶质瘤细胞系中hsa-miR-21等8种miRNA一致表达上调;hsa-miR-1等18种miRNA一致表达下调.miR-21锁核酸修饰反义寡核苷酸处理U251细胞72h后,原位杂交发现阳性信号集中在细胞核的miR-21表达显著下降,Western blot发现U251细胞中SEPT 7的表达明显上调.结论 miRNA的差异表达可能是胶质瘤的重要分子生物学标签,并在基因表达调控中具有潜在的研究价值.     

胶质瘤恶性进展相关基因PASG敲除后基因表达谱的改变

目的探索胶质瘤恶性进展相关PASG基因与胶质瘤发生发展的关系。方法选择性敲除PASG基因7.126kb基因组DNA序列(含该基因第10～12个外显子),并从形态学及全基因组基因表达水平观察基因敲除后的改变。结果PASG基因敲除鼠全基因组表现为低甲基化水平。海马区皮层的大锥体细胞存在细胞形态、排列层次和数量的异常。鼠脑全基因组差异基因表达谱分析显示:PASG基因敲除后,表达差异超过1.6倍的基因共有123条,其中61条表达下调,62条表达上调。结论PASG基因作为上游调控基因,通过改变基因组甲基化水平调控下游一系列细胞增殖分化相关基因表达。PASG基因表达异常导致下游相关基因的表观遗传修饰改变可能是胶质瘤发生发展的早期分子事件,值得进一步深入研究。     

应用cDNA微阵列分析脊髓损伤后基因表达的差异☆

背景：基因芯片可以大规模地平行检测分析上千个基因的表达模式,克服了传统的一次实验仅能对单个或数个基因表达水平进行分析的局限。 目的：应用含有1 176条人类全长基因的cDNA表达谱芯片,对大鼠急性脊髓损伤模型中基因表达水平的变化进行动态观察。 方法：雌性SD大鼠70只随机分成正常对照组、手术对照组、损伤4 h,24 h,3 d,7 d,10 d组7组。损伤组切除T7、T8的椎板,并用钢棒从高处自由落下致脊髓损伤。手术对照组仅进行T7、T8椎板切除。正常组和各损伤组于伤后各时间段,手术对照组于术后3 d取T6~T10段脊髓,提取总RNA,运用AtlasImageTM 2.01软件(Clontech)对放射自显影基因表达谱进行分析,各个处理组与正常组相比,灰度值差异超过3倍的基因定为有表达差异。 结果与结论：结果显示共有显著表达差异基因81条,其中表达上调的基因有46条,表达下调的基因有35条,并在国内外首次观察到神经激肽B、神经肽Y、垂体后叶加压素V2受体等数个基因在脊髓损伤中的变化。结果表明利用基因芯片技术结合实验动物模型能大规模、高通量地观察急性脊髓损伤继发性损伤的基因表达谱,筛选疾病相关基因,对进一步阐明疾病在基因水平上的发病机制,有重要的意义。     

基因芯片技术在脑胶质瘤诊断及治疗中的应用

恶性脑胶质瘤具有侵袭性生长、易复发及患者的病死率高、生存期短等特点。目前其标准的治疗是在最大限度保护神经功能的前提下尽量进行手术切除,术后结合放、化疗和其他治疗。但由于胶质瘤存在恶性增殖和侵袭性强的特点,且术后极易复发,     

脑胶质瘤细胞体外促进人骨髓间充质干细胞肿瘤相关基因表达

目的观察与人脑胶质瘤细胞共培养后的人骨髓间充质干细胞(human bone marrow-derived mesenchymal stromal cells,h MSCs)中肿瘤相关基因表达的变化,初步评估h MSCs在人脑胶质瘤环境中的生物安全性在致瘤性方面的风险。方法将h MSCs与人脑胶质瘤细胞U251于体外共同培养5d后,通过肿瘤基因芯片、实时定量RT-PCR及Western-blot实验检测h MSCs中肿瘤相关基因表达水平的变化。结果基因芯片结果显示,与单独培养的h MSCs对比,与人脑胶质瘤细胞U251共同培养后的h MSCs中存在SPINT2、TK1、STC1、MMP1、CCND1、SORT1、SEPT6、CDC20、SHB、CDK5、RELA、XRCC4、KIT、CTPS、CAPNS1及ETV6等16个肿瘤相关基因的表达明显上调(3倍以上),而无一基因表达下调;实时定量RT-PCR结果显示癌基因KIT、CAPNS1、TK1、MMP1、CCND1、CDC20、RELA以及STC1在共培养组h MSCs中呈表达上调;Western-blot结果显示癌基因KIT、MMP1、CCND1以及RELA的蛋白水平在共培养组h MSCs中呈表达上调。结论 h MSCs在脑胶质瘤细胞的影响下可出现部分癌基因的高度表达,提示了对于h MSCs应用于对脑胶质瘤进行基因治疗的生物安全性在致瘤性方面的风险需引起关注及深入研究。     

人脑胶质细胞瘤恶性进展相关基因表达谱中DNA修复基因分析

目的探讨DNA修复基因的变化及其在人脑胶质瘤恶性进展过程中的作用.方法采用cDNA芯片检测同一患者初发和两次复发的胶质瘤组织与正常脑组织中基因表达的差异,建立胶质瘤恶性进展相关基因表达谱.根据GeneBank、GeneCards上检索的资料分析其中DNA修复基因的变化.结果确立与DNA修复相关的基因17条,分别在肿瘤恶性进展的不同阶段上调或下调.结论一些DNA修复基因可能参与了人脑胶质瘤的放疗、化疗耐受及恶性进展过程.     

胶质瘤细胞分化与恶性进展相关分子研究

目的 探讨胶质瘤细胞分化与恶性进展的分子变化,为进一步研究胶质瘤发生的分子病因创造条件.方法 在自建的人脑胶质瘤细胞诱导分化和神经节细胞胶质瘤恶性转化相关基因表达谱中,采用生物信息学聚类方法筛选胶质瘤细胞分化与恶性进展密切相关的新基因,进而分别用反向多点杂交和逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术在分化程度不同的临床胶质瘤标本中加以验证.又将最感兴趣的基因用脂质体法转染胶质瘤细胞,观察其调控分化效应.结果 随胶质瘤细胞诱导分化而表达量增高的基因有ADP核糖转移酶样蛋白3(ADP-ribosyltransfrase like protein3, Adprt3)、NESH蛋白(new molecule containing SH3 domain)、维甲酸和干扰素诱导的细胞凋亡调控蛋白(genes associated with retinoid IFN induced mortality-19, GRIM-19)、半胱胺天冬酶-1(Caspase-1)和erbB-2转导蛋白-1(transducer-1 of erbB-2, TOB1)共5条;表达量下降的有p8蛋白(p8 protein)、Src样结合蛋白(Src-like adoptor protein, SLAP)、过氧化物酶体增殖受体结合蛋白(peroxisome proliferation-activated receptor binding protein, PPARBP)、尤文肉瘤断列点区-1(Ewing sarcoma breakpoint region-1, EWSR-1)、细胞呼吸因子-1(nuclear repiratory factor-1, NRF-1)、单核细胞超化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1, MCP-1)共6条.随神经节细胞胶质瘤恶化表达量增高的有锌指蛋白157(Zinc finger protein 157)、胆碱转运因子-2(CTL2)、T54蛋白(T54 protein)、血清素(albumin)、肌球蛋白轻链(myosin light polypeptide)、血清蛋白P(serum amy loid P component)、肿瘤坏死因子受体调节因子-1(TNF receptor shedding regulator, ARTS-1)、嗜酸细胞源性神经毒素(eosinophil-derived neurotoxin, EDN)和剪切刺激因子(cleavage stimulation factor, CstF)共9条基因,下降的有胆碱激酶样蛋白(choline kinase-like protein)和DNA多聚酶p12亚基(DNA polymerase epsilon p12 subnit)共2条.结论 我们筛选到的与胶质瘤细胞分化或恶性进展密切相关的新基因共22条,尤其是ARTS-1、TOB1等基因可进一步用于基因转染、RNA干扰和基因敲除等作为调控胶质瘤细胞分化的关键基因进行研究.     

人脑胶质瘤的表皮生长因子基因表达

采用Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交和斑点杂交的方法检测了５０例胶质瘤、４个恶性胶质瘤体外细胞系和７例正常脑组织表皮生长因子（ＥＧＦ）ｍＲＮＡ表达水平。结果显示：上述组织或细胞都可表达５．０ｋｂ的ＥＧＦｍＲＮＡ片断，高恶度胶质瘤较低恶度胶质瘤和正常脑组织ＥＧＦｍＲＮＡ表达水平增高，低恶度胶质瘤与正常脑组织的表达无显著差异。在５０例胶质瘤中２９例（５８％）ＥＧＦｍＲＮＡ过表达，其中多见于恶性胶质瘤，ＥＧＦｍＲＮＡ表达与肿瘤的分级呈正相关。提示胶质瘤可以合成ＥＧＦ，在胶质瘤的发生发展过程中，ＥＧＦ参与或促进了其恶性进展。     

鸟氨酸脱羧酶及其基因表达在脑胶质瘤研究中的进展

鸟氨酸脱羧酶(ODC)足多胺合成的关键酶，ODC活性的改变可作为反映脑胶质瘤恶性程度的可靠的生物学标志；ODC基凶的诱导与恶性肿瘤的发生及其浸润性密切相关，因而具备癌基因的特性。ODC抑制剂DFMO及针对ODC的抗酶蛋白(AZ)可能对脑胶质瘤有着潜在的治疗作用。     

胶质母细胞瘤基因表达谱及相关基因的聚类研究

目的探讨人脑胶质母细胞瘤发生、发展中相关基因的表达及功能.方法用含13 939种人类基因的BioStarH140S型表达谱芯片,以正常成人脑及不同级别胶质瘤组织总RNA制备的探针杂交芯片;ScanArray 4000扫描芯片荧光信号,提取脑及胶质瘤组织差异基因并进行生物信息分析;用Hierarchical聚类对胶质瘤差异基因进行特征提取;用Northern杂交验证及进行初步功能研究.结果正常脑与18例不同级别胶质瘤组织间筛选出多类差异表达基因,通过生物信息学和Hierarchical聚类,发现α-连环素、微型染色体维护蛋白7、细胞周期素B2、FBX05、着丝粒蛋白F基因与胶质母细胞瘤密切相关,该类基因在低级别胶质瘤中表达差异不明显,但胶质母细胞瘤中表达明显上调.Northern杂交显示该类基因与胶质母细胞瘤密切相关,与芯片结果一致.结论基因表达谱芯片可快速、高效地筛选胶质瘤相关基因,发现的5条基因与胶质母细胞瘤侵袭性强密切相关,可成为判断胶质瘤预后的分子生物学指标.     

用cDNA表达阵列分析遗传性癫癎易感大鼠大脑皮质的基因表达

应用cDNA阵列技术寻找遗传性癫差异表达基因 ,为从基因水平探讨癫的发病机理打下基础。采用AtlasTM RatcDNAExpressionArray建立遗传性癫易感性P77PMC大鼠和正常Wistar大鼠大脑皮质基因表达谱 ,用图像分析仪分析两者基因表达谱差异。结果发现有 15个差异表达基因 ,其中 13个基因在P77PMC大鼠大脑皮质中高表达而在正常Wistar大鼠大脑皮质中低表达 ,2个基因在正常Wistar大鼠大脑皮质中高表达而在P77PMC大鼠大脑皮质中低表达。结果提示 ,P77PMC大鼠与正常Wistar大鼠大脑皮质存在多个差异表达基因 ,这些差异表达的基因可能在癫的发生、发展中扮演了重要角色。     

人脑胶质瘤中表皮生长因子受体表达的研究

目的：探讨表皮生长因子受体（ＥＧＦＲ）基因表达与胶质瘤恶性程度的关系。方法：采用Ｎｏｒｔｈｅｒｎ印迹杂交及免疫组织化学技术从ｍＲＮＡ及蛋白水平检测了５０例人脑胶质瘤、４个体外恶性胶质瘤细胞系及８例正常脑组织的ＥＧＦＲ的基因表达。结果：免疫组化检测高恶度胶质瘤（ＷＨＯⅢ－Ⅳ级）ＥＧＦＲ表达６９％（２０／２９），而低恶度胶质瘤（ＷＨＯⅠ－Ⅱ级）表达率为３３％（７／２１），差异显著（Ｐ＜０．０１）；４例细胞系阳性表达１００％；８例正常脑组织无ＥＧＦＲ蛋白表达。ＷＨＯ分级与ＥＧＦＲ蛋白表达呈正相关（ｒ＝０．５５９７，Ｐ＜０．００１）。对５０例胶质瘤进行Ｎｏｒｔｈｅｒｎ印迹杂交，其结果与免疫组化检测结果一致，ＥＧＦＲｍＲＮＡ也随胶质瘤恶性程度的增加而表达增高。结论：ＥＧＦＲ可能在恶性胶质瘤的发生发展中起重要作用，ＥＧＦＲ过表达与胶质瘤分级相关性为从分子水平评估肿瘤的恶性程度及选择基因治疗的靶基因提供了参考。     

cDNA profiling of epileptogenesis in the rat brain

Symptomatic temporal lobe epilepsy typically develops in three phases: brain insult --> latency period (epileptogenesis) --> recurrent seizures (epilepsy). We hypothesized that remodeling of neuronal circuits underlying epilepsy is associated with altered gene expression during epileptogenesis. Epileptogenesis was induced by electrically triggered status epilepticus (SE) in rats. Animals were continuously monitored with video-EEG, and the hippocampus and temporal lobe were collected either during epileptogenesis (1, 4 and 14 days) or after the first spontaneous seizures (14 days) for cDNA array analysis. Altogether, 282 genes had altered expression, from which 87 were in the hippocampus and 208 in the temporal lobe (overlap in 13). Assessment of hippocampal gene expression during epileptogenesis indicated that 37 genes were altered in the 1-day group, 12 in the 4-day group and 14 in the 14-day epileptogenesis group. There were 42 genes with altered expression in the 14-day epilepsy group. In the temporal lobe, the number of genes with altered expression was 29 in the 1-day group, 155 in the 4-day group, 32 in the 14-day epileptogenesis group and 62 in the 14-day epilepsy group. Products of the altered genes are involved in neuronal plasticity, gliosis, organization of the cytoskeleton or extracellular matrix, cell adhesion, signal transduction, regulation of cell cycle, and metabolism. As most of these genes have not previously been implicated in epileptogenesis or epilepsy, these data open new avenues for understanding the molecular basis of epileptogenesis and provide new targets for rational development of anti-epileptogenic treatments for patients with an elevated risk of epileptogenesis after brain injury.     

牙釉质细胞型颅咽管瘤基因表达的基因芯片研究

目的建立牙釉质细胞型颅咽管瘤的基因表达谱，筛选差异表达基因，并探讨其与牙釉质细胞型颅咽管瘤的关系。方法采用cDNA微阵列分析牙釉质细胞型颅咽管瘤组织与正常垂体柄组织基因表达谱的变化，应用实时荧光定量PCR技术验证cDNA微阵列检测出差异基因的可靠性，分析牙釉质细胞型颅咽管瘤组织相关基因的差异表达。结果发现釉质细胞型颅咽管瘤与正常垂体组织之间差异性表达基因453条，其中前者表达下调258条，表达下调195条。结论牙釉质细胞型颅咽管瘤的发生可能涉及到细胞转录、细胞增殖、细胞凋亡等诸多方面，其相关基因表达的变化及其临床和病理学意义尚需进一步验证。     

脑胶质瘤中survivin蛋白表达情况及其与肿瘤恶化程度关系的研究

目的 探讨survivin蛋白在脑胶质瘤的表达情况及其与肿瘤恶性程度之间的关系.方法收集脑胶质瘤患者组织蜡块90例,其中Ⅰ级30例,Ⅱ级30例,Ⅲ级～Ⅳ级30例.另取10例因颅脑创伤行内减压的正常脑组织蜡块作为对照.应用免疫组织化学染色方法检测脑胶质瘤组织survivin蛋白的表达情况. 结果 胶质瘤细胞胞浆中有survivin蛋白的表达,且随着肿瘤级别的增高,survivin蛋白的表达增强.其表达阳性率在Ⅰ级组中为16.67%(6/30),在Ⅱ级组中为46.67%(14/30),在Ⅲ级～Ⅳ级组中为86.67%(26/30),差异有统计学意义(P<0.05).而在正常脑组织中survivin的表达为阴性. 结论 Survivin在脑胶质瘤的恶变过程中起重要作用,针对survivin的靶向治疗有望成为治疗脑胶质瘤的一个新的途径.