cDNA微阵列结合聚类分析探讨苯中毒免疫相关基因表达谱的改变

目的通过基因表达谱研究寻找苯中毒发病机制中参与苯中毒免疫调控通路的苯中毒免疫相关基因。方法应用含2779条免疫相关基因的cDNA芯片检测7例苯中毒患者和7例正常人的外周血白细胞基因表达谱，观察其在基因表达谱上的差异。进行了基因表达谱聚类分析和比较；筛选有统计学意义的差异表达的免疫相关基因。结果存在差异表达的基因共有38条。在2张以上芯片结果中表达上调的基因10个，主要包括有CD59、TRA@、MCP等。在2张以上芯片结果中表达下调的基因14个，有HLA—DMB、HLA—DQA1、HLA—DPB1、ITGB2、PFC等基因。聚类分析揭示38条基因的基因表达谱特征存在关联。结论通过有统计学意义的差异表达的苯中毒免疫相关基因，推测免疫调控通路在苯中毒发病中可能扮演重要角色。基因芯片技术是分析不同研究对象之间基因差异表达的有效手段。     

基因表达谱数据分类算法综述

基因表达谱数据的分类算法有很多种,每种分类算法有其各自的特点,不同分类算法在不同基因表达谱数据中的分类效果也有所不同。本文主要对目前应用较多的四种分类算法(判别分析、决策树、支持向量机、集成算法)的特点和研究进展进行综述,为相关研究和应用提供科学指导。     

中国卫生状况分类的探讨

本文利用全国第三次人口普查资料,按10%比例随机抽取214个县,根据其社会经济、文化教育及健康状况的17个指标,用特尔菲法筛选出其中9个指标进行主成分分析。将筛选出的三个主成分经最大方差旋转(雅可比旋转)转变成与变量有明确关系的三个分类因子,分别反映人群健康状况、人口结构及经济状况。从因子得分系数得出三个模型,经过 K-means 聚类,将全国农村(县级)共分成四类地区。结果表明,多变量分析法筛选综合分类因子进行卫生状况的分类研究是一个良好的途径;分类结果与实际分布吻合,基本上可以反映社会卫生发展状况,可作为卫生行政部门制订政策和事业发展计划,进行分类指导的客观依据。     

三氧化二砷对小鼠大脑组织神经递质代谢酶基因及其受体基因表达谱的影响

[目的]研究亚慢性砷暴露对小鼠大脑组织神经递质代谢酶基因及其受体基因表达谱的影响. [方法]小鼠按体重随机分为3组,每组2只:4mg/L三氧化二砷(As2O3)染毒组、1mg/L As2O3染毒组和生理盐水对照组.染毒组小鼠饮用含As2O3自来水,对照组饮用0.9％生理盐水,各组小鼠每天消耗水量约20mL,均连续饮用60d,之后对其大脑组织进行基因芯片研究. [结果]与对照组比较,染砷组小鼠大脑组织的基因Th、Dbh、Tph1、Drd3、Drd4、Adra1a、Adra2a、Adra2b和Adrb3表达下调,而基因Htr1f、Htr4、Htr7表达上调. [结论]As2O3可能导致小鼠大脑组织部分神经递质合成和分解代谢酶基因表达下调,且干扰其部分受体基因的表达.     

SVMs在基因表达谱数据分析中的应用

目前，微阵列技术已被广泛应用于基因表达水平的录制实验。所获得的基因表达数据通常包括上万条基因的测量值，很多传统方法在处理这样的海量数据时都存在着问题。并且，由于制作工艺和经费的限制，实验所获得的数据集常含有较少的组织样本，而每一组织却包括上万条基因的表达水平，大多数有监督的方法应用效果都不理想。一种新的有监督的分析技术——支持向量机（Support Vector Machines，SVMs）已被证明十分适合处理这样的基因表达数据。大量关于基因表达数据处理的文献在肯定SVMs独特优势的同时，对于其原理与算法的具体实现却较少进行总结和详细介绍。本文将结合数据挖掘的相关知识，从SVMs的基本原理出发，详细介绍SVMs在微阵列表达数据分析中的应用。     

多步骤决策树方法在基因表达数据上的应用研究北大核心CSCD

基因芯片技术得到的基因表达谱数据具有维数高、噪声大、样本量小、非线性等特点,如何从高维数据中提取含在其中的生物学信息,是医学和生物学研究中面临的一个重大挑战。基因表达数据分析的重要任务是筛选差异表达基因及对基因或样品进行分类,通过比较正常和疾病状态下基因表达的差异,研究疾病的发病机制、早期诊断和治疗方法。     

高脂日粮改变小鼠股骨基因表达谱的聚类分析

目的研究饲喂高脂日粮对小鼠股骨基因表达谱的影响。方法 4w龄C57BL/6雄性小鼠,体重13～14g,饲养正常日粮4d后,根据体重随机分为对照组(基础日粮)和高脂日粮组(19.5%猪油),每组8只小鼠,饲养12w后处死,迅速分离股骨,每组4份50mg股骨,提取RNA后等量合并,应用Affymetrix MOE430A小鼠基因表达芯片获得股骨基因表达谱变化的信息,通过DAVID在线分析工具进行聚类分析。结果长期饲喂高脂日粮导致C57BL/6小鼠股骨基因显著表达差异主要涉及如下功能:阳离子通道、信号转导和转入调控、骨矿化、磷代谢调控和胶原合成。结论长期摄入高脂日粮导致小鼠骨组织众多骨代谢相关基因表达改变,造成骨形成减少。     

大气交通污染物对儿童外周血基因表达谱的影响分析

目的 采用生物信息学研究方法分析大气污染对儿童外周血基因表达谱的影响,为后期预防、诊断及治疗提供一定的理论参考依据。方法 从基因芯片公共数据库 (Gene Expression Omnibus, GEO) 中下载一组来自不同大气污染暴露下外周血基因芯片数据,并将数据导入分析软件QOE3.1、GenClip2.0、GATHER等,分析基因表达谱、蛋白-蛋白相互作用网络、分子生物学过程及基因功能,寻找大气污染对儿童影响的关键节点基因。结果 共发现差异表达基因2 172个。根据研究目的,对Fold Change≥3的223个儿童差异表达基因进行分析,结果表明这些靶基因主要参与细胞对外部刺激物的反应、细胞信号传导、核苷磷酸结合等生物学功能。进一步分析发现,NR4A1、SGK1、TUBB1、PINK1和THOC3基因为蛋白-蛋白相互作用网络中心节点,删除这些节点蛋白后,网络结构涣散,同时研究发现基因PINK1灵敏度和特异度最高,诊断价值最大。结论 不同污染状态下儿童基因表达不同,差异基因主要参与细胞对外部刺激物的反应、细胞信号传导、核苷磷酸结合等生物学功能,基因PINK1的诊断能力最强。     

瑞舒伐他汀对酿酒酵母基因表达谱影响的研究

目的研究瑞舒伐他汀对酿酒酵母基因表达谱的影响,在基因表达水平上分析其作用机理。方法采用瑞舒伐他汀(100μg/m L)处理酿酒酵母90 min后,抽提细胞RNA进行反转录荧光标记c RNA,与基因表达谱芯片进行杂交,用激光扫描仪检测杂交信号,并用相应软件分析。结果与正常对照组相比,瑞舒伐他汀导致50个已知的基因表达明显上升(诱导倍数>1.5),同时导致34个已知的基因表达明显下降(抑制倍数>1.5)。另外,瑞舒伐他汀显著诱导了固醇合成信号通路和MAPK信号通路,抑制了氧化磷酸化信号通路(P<0.05)。结论瑞舒伐他汀可以明显调节固醇合成,炎症和氧化应激等信号通路。     

垃圾减量分类方法的量化分析

运用线性回归分析方法得出了垃圾组分的相关性,采用5项激励措施进行减量分类研究,运用主成分分析方法进行因子分析,结果表明：物质奖励和垃圾分类收集袋措施对垃圾回收率成正相关;减免处理费和环保积分卡措施对垃圾分类效果正相关;更换先进设施措施可以有效减少垃圾数量.     

偏最小二乘判别分析在基因微阵列分型中的应用

目的由于疾病,特别是肿瘤的识别模型,其分型准确度对疾病的治疗和预后具有重要意义,因而,本研究探讨了基于基因表达谱的疾病分型识别模型建模方法。方法结合白血病基因表达谱数据分析,利用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)对利用基因微阵列数据予以建立白血病分型模型,并与Golub等提出的建模方法相对照,比较它们的判别效果。结果基于偏最小二乘判别分析的白血病识别模型的拟合准确度和预测准确度均达到100%。结论研究表明,基于偏最小二乘判别分析的模型明显提高了白血病的分型正确率,无论是拟合精度,还是预测精度,均高于Golub等提出的方法。     

人正常宫颈鳞状上皮基因表达模式的研究

目的　研究人正常宫颈鳞状上皮基因表达模式。　方法　应用基因表达系统性分析方法 (serial analysis of gene expression,SAGE)建立正常宫颈鳞状上皮基因表达的 SAGE文库。　结果　经 SAGE分析获得 2 0 880个特异标签 ,从中得到 2 935个特异基因信息 ,93.6 %基因呈低表达 ,其余 6 .4 %基为呈中、高表达。　结论　宫颈的鳞状上皮细胞中有众多的基因表达 ,其中绝大多数基因呈低表达 ,只有为数很少的基因呈高表达 ,对今后宫颈癌发病机制的研究具有重要意义。     

应用基因芯片研究MNNG诱发小鼠胚胎畸形肢体基因的表达

[目的]研究N-甲基-N’-硝基-N-甲基亚硝基胍(MNNG)诱致小鼠胚胎畸形肢体基因表达的变化，筛选肢体畸形相关基因。[方法]应用含有8192条小鼠基因的cDNA表达谱芯片，对MNNG诱致的孕16d胎鼠畸形肢体组织及正常肢体组织的基因表达谱进行分析。[结果]畸形肢体组织共筛到差异表达基因88条，其中下调59条，上调29条。[结论]MNNG诱致的小鼠胚胎短肢、少趾畸形可有很多基因的表达改变，涉及与凋亡有关的基因、与生长因子或生长因子样物质有关的基因、结构基因及很多功能未知的相关基因，差异表达基因中以下调基因居多，这些结果可为进一步研究肢体短肢、少趾畸形的形成机制提供依据。     

1．8GHz射频电磁场对大鼠神经元基因表达谱的影响

目的了解1．8GHz移动电话射频电磁场（RFEMF）对大鼠神经细胞基因表达谱的影响,筛选射频电磁场反应基因。方法将原代培养的大鼠神经细随机分为实验组（辐照组）和对照组（假辐照组）,经1．8GHz射频电磁场,SAR为2W·kg^-1,间断辐照24h（5min开／10min关）后,即刻抽提两组细胞的总RNA,用Affymetrix公司的Rat Neumbiology U34array基因芯片筛选其差异表达基因,寻找可能的RFEMF反应候选基因。结果在1200个候选基因中,筛选出34个差异表达基因,其中上调基因24个,下调基因10个。差异表达基因与多种细胞功能相关（细脆骨架、信号通路、细胞代谢等）。这些基因的变化均小于2倍,但具有统计学意义（P〈0．01）。结论1．8GHz射频辐射影响大鼠神经元多个基因的表达,某些基因的改变提示射频辐射对神经元可能产生不良影响。     

利用Lotka-Volterra方程建立大脑发育中基因的调控网络

目的构建脑发育过程中,基因表达的调控网络。方法根据GO数据库选择与发育有关的基因,应用种群动力学的观念,将Lotka-Volterra方程用于基因之间的调控关系的描述。结果得到每个基因表达的内禀增长率和所选基因之间的调控矩阵,并用图像可视化。结论Lotka-Volterra方程可作为描述调控网络的一种方法。     

主成分分析与聚类分析在民族分化研究中的应用比较

目的 比较主成分分析与聚类分析两种聚类方法对13个人群进行分类的结果。方法 采用两种数值分类方法并用Y染色体的12种单体型的双等位基因频率数据，对朝鲜族等13个人群进行分类，分析群体间,阐明民族的起源。结果 两种分类方法得到的结果不尽相同。主成分分析可以减少无关指标的影响，但是在简化数据降低维数的过程中又有可能丢失信息。聚类分析充分利用原始数据信息，但无法排除无关指标的“噪音”干扰。结论 主成分分析与聚类分析都适宜做多维复杂数据的分类研究，但在实际应用中，应运用两种分类方法得到的结果结合领域知识给出客观、合理的结论。     

用基因芯片体外研究苯暴露大鼠骨髓细胞基因的表达

目的　研究正常和苯处理后的大鼠骨髓细胞的基因表达谱 ,大规模分析苯作用后骨髓细胞基因表达水平的变化。方法　 1实验大鼠骨髓细胞分为两组 ,一组为正常对照组 ,一组为染苯组 ;2从两组骨髓细胞中抽提总 RNA ,经反转录分别用 Cy3、Cy5荧光标记 ,获得 c DNA探针 ;3c DNA探针与基因谱芯片杂交 ,结果由扫描仪扫描并用软件进行分析统计。结果　骨髓细胞暴露苯后 2 0 0条 (4 .88%)基因发生明显变化 ,其中 1 5 4条 (77%)基因已在 Gene Bank中登录。这 2 0 0条基因中 ,有 94条基因表达降低 (Cy5 / Cy3* <0 .5 ) ,1 0 6条基因表达升高 (Cy5 / Cy3* >2 .0 )。结论　利用基因芯片技术结合体外细胞培养能大规模地研究苯毒性作用的基因表达谱 ,初步筛选出苯毒性作用相关基因。对进一步阐明苯毒性在基因水平的发病机理有十分重要的作用。     

基因表达数据的随机森林逐步判别分析方法

目的给出一种新的随机森林算法,它能在建模过程中自动对变量进行筛选,建立“最优”判断模型。方法采用变量重要性评分和逐步迭代算法选择有作用的变量;通过实际基因表达数据考核其应用效果,并使用R语言编程做模拟试验验证其有效性。结果三种疾病基因表达数据的判别模型,在包含很少量的基因情况下便获得了理想的分类效果;模拟试验则显示在类间区分度较大的情况下,随机森林逐步判别分析的效果明显,能有效地将有作用的变量保留在模型中,提高模型的判别效果;在类间区分度不够大的情况下分类效果提高不明显。结论随机森林逐步判别分析可以有效地应用于基因表达数据的基因筛选和分类研究,但要特别注意由随机波动对分析结果造成的影响。     

葡萄球菌肠毒素A基因的克隆、原核表达和鉴定

目的克隆葡萄球菌肠毒索A(SEA)基因,构建其原核表达系统,鉴定重组蛋白(rSEA)免疫原性。方法采用PCR技术,从产SEA的葡萄球菌标准菌株ATCC13565基因组DNA中扩增全长SEA基因片段,T-A克隆后测序,构建pET32a-SEA表达质粒,转化入E.coli BL21DE3宿主菌,通过IPTG诱导表达,分离、纯化及Western印迹法鉴定。结果PCR获得SEA基因片段,DNA测序结果与已报道的SEA基因序列(GenBank No:L22566,AP004828)一致,构建了pET32a-SEA表达质粒,并成功地诱导、纯化了rSEA蛋白,rSEA表达量约为细菌总蛋白的40%。结论成功克隆了SEA全长基因,构建了rSEA原核表达系统,为进一步研制SEA的单克隆抗体及诊断试剂盒奠定了基础。