骨肉瘤高低不同转移特性细胞亚系差异表达基因的分析和意义

背景与目的：骨肉瘤转移机制密切相关的基因筛选是骨科领域研究的难点。本研究应用基因芯片技术筛选高低不同转移特性骨肉瘤细胞亚系的差异表达基因，并探讨其转移的分子机制。方法：提取骨肉瘤细胞亚系A1和A2的总RNA，反转录制备杂交探针，运用基因芯片进行杂交，杂交信号用Agilent Seanner扫描，用Ima Gene3．0软件和Genespring软件分析和处理数据。结果：对A1和A2的基因表达谱分析。发现两者表达差异显著的基因有222个，其中在A1中119个基因表达上调，103个基因表达下调，这些基因可以划分为6个主要功能群，其中49个基因的差异表达非常显著。结论：A1和A2存在多方面基因的表达差异，只有部分差异与骨肉瘤的转移机制密切相关；基因芯片技术能有效地分析各细胞亚系的基因表达谱、为研究骨肉瘤转移机制提供新的途径。     

RNA干扰PNAS-2后对细胞周期相关基因和蛋白表达的影响

目的:研究RNA干扰抑制白血病细胞株U937中PNAS-2基因表达后,对细胞周期相关基因和蛋白质表达的影响.方法:将已构建的靶向抑制PNAS-2的干扰组质粒和对照组质粒分别转染U937细胞;FCM法检测2组间细胞周期的变化;采用基因芯片和蛋白质芯片检测比较2组细胞在基因水平和蛋白质表达水平上的差异.结果:FCM检测结果显示干扰组细胞出现G2/M期阻滞,与对照组比较差异有统计学意义;基因芯片筛选结果提示共有9条与细胞周期相关的基因发生变化,上调6条,下调3条;蛋白质芯片筛选发现有29条与细胞周期相关的蛋白表达发生变化,上调25条,下调4条.结论:RNA干扰抑制PNAS-2基因后,U937细胞周期出现G2/M期阻滞.基因芯片和蛋白质芯片检测结果均显示cyclin A表达上调;p53只有蛋白表达上调,而cyclin B则蛋白表达不变,提示这些变化可能与细胞周期的阻滞有关.     

基因芯片对骨肉瘤发病相关基因的筛查

目的:筛查骨肉瘤发病相关的基因,探讨其对于骨肉瘤发病的意义。方法:采用3个骨肉瘤细胞株(MG-63、Saos-2、U-2OS)及1个成骨细胞株(Hfobl.19),提取总RNA,合成生物素标记的cRNA,与Affymetrix~(?)GeneChip~(?)U133A芯片杂交,筛查骨肉瘤细胞差异表达≥2.0倍的基因。挑选其中10个差异表达基因,分别设计合成引物,用嵌合荧光(SYBR~(?) GreenⅠ)实时PCR法定量检测9例新鲜骨肉瘤标本中该10个基因的表达水平,应用ABI Prism 7 000分析其与成骨细胞株之间的表达差异。结果:在芯片包含的所有基因(约22 000个转录本)中,3个骨肉瘤细胞株与成骨细胞株相比较,共同上调58个基因,共同下调142个基因;这些差异表达基因主要包括能量和物质代谢基因、癌基因、信号转导基因、转录相关基因、细胞周期基因、细胞凋亡基因、免疫反应基因、抑癌基因等。在200个差异表达基因中挑选10个差异表达基因,利用实时RT- PCR检测9例骨肉瘤组织标本中该10种基因的表达结果与芯片结果完全相符。结论:骨肉瘤是一种多基因病变,应用基因芯片可以发现该肿瘤发病相关的基因,为深入探讨骨肉瘤的基因机制奠定基础。     

具有转移能力鼻咽癌细胞株候选抗药与多药耐药相关基因的筛选

目的 筛选具有转移能力的鼻咽癌细胞株中候选抗药与多药耐药相关基因.方法 利用8000点的基因芯片比较5-8F和6-10B细胞株之间的差异表达基因,并利用在线MILANO程序分析,筛选抗药与多药耐药相关基因.半定量RT-PCR验证差异表达基因.结果 分析5-8F和6-10B细胞株之间基因表达谱后,共找到283个差异表达基因,其中表达上调基因185个,下调基因98个.MILANO程序分析后,在5-8F细胞株中找到4个可能与抗药和多药耐药相关的高表达基因:UGT1A9(15.85倍)、MVP(6.77倍)、CAV1(2.49倍)和HIF1A(2.67倍).半定量RT-PCR验证4个基因筛选结果的可靠性.结论 经在线MILANO程序分析鉴定的鼻咽癌5-8F和6-10B细胞株之间的差异表达基因可能与具有转移能力鼻咽癌细胞株的抗药和多药耐药有关.     

下调HMGB1基因对人肺癌细胞株L9981基因表达谱的影响

背景与目的 应用RNA干扰联合基因芯片技术检测HMGB1表达下调后肺癌细胞L9981基因表达谱的差异情况,筛选与HMGB1相互作用的基因.方法 采用阳离子脂质体试剂向人肺癌细胞L9981转染靶向HMGB1基因的siRNA,下调HMGB1的表达.应用Affymetrix HU133 plus 2基因芯片检测人肺癌细胞L9981 HMGB1基因表达下调后,全基因表达谱的变化,并应用GCOS(Gene-Chip Operation Software)软件分析筛查数据,对相关基因进行综合分析.结果 RNA干扰抑制人大细胞肺癌细胞株L9981 HMGB1基因表达后,GCOS软件分析基因芯片分析其表达谱的变化.结果 发现1433个探针表达明显改变,对应有明确名称的基因为879个,其中上调的基因有295个,下调的有584个;EST序列216个,其中上调96个,下调120个.结论 肺癌细胞L9981 HMGBI基因下调后,其细胞基因表达谱发生明显变化,确定表达差异基因879个,表明HMGB1基因表达受很多相关基因及信号通路的调控,与肺癌的侵袭、转移及肺癌形成等生物学过程密切相关.     

胃癌腹膜转移相关基因的动物实验研究

目的利用人胃癌细胞SGC-7901建立裸鼠胃癌腹膜转移模型。通过基因芯片技术筛选出与胃癌腹膜转移相关的所有基因,探讨胃癌腹膜转移的机制。方法体外培养人胃癌细胞株SCG-7901细胞,并以此建立胃癌裸鼠原位移植瘤模型;收集原发灶和转移灶标本,提取RNA,制备探针,进行基因芯片杂交找出差异基因。结果共建立供实验所需的原位移植裸鼠模型15只。胃壁成瘤率为100%(15/15),发生腹膜转移率为40%(6/15)。通过芯片杂交数据分析结果,计算Ratio(Cy3/Cy5,即转移灶/原发灶值)。确定差异基因筛选标准为:Ratio≥2为上调基因,Ratio≤0.5为下调基因。实验发现192个上调基因和139个下调基因。结论利用基因芯片技术筛选出数百个胃癌腹膜转移的差异表达基因。上调基因在胃癌腹膜转移中起到了促进作用,而下调基因在胃癌腹膜转移中起到了抑制作用。实验结果为研究与胃癌腹膜转移的相关基因提供了依据与参考。     

不同转移潜能小鼠肝癌细胞系趋化因子与受体基因表达谱的分析

目的:寻找与小鼠肝癌淋巴道器官特异性转移相关的趋化因子及其受体.方法:应用趋化因子及其受体分类基因芯片技术,分析高、低淋巴道转移潜能小鼠肝癌细胞株HCa-F、HCa-P不同的趋化因子及其受体的表达差异.结果:HCa-F和HCa-P细胞有不同的趋化因子及受体的表达谱.在基因芯片的128个候选基因中,HCa-F与HCa-P相比有19个基因上调、下调>2倍.上调的19个基因中包括G蛋白偶联受体2和CXCL1/2、HIF1和NF-kB等;下调的有19个,包括CC和CCR家族成员和CXC家族成员.结论:不同的趋化因子及其受体表达谱可能与肿瘤的淋巴管转移潜能相关.应用分类基因芯片筛选出的基因为肿瘤转移预测及干预措施可能有重要的意义.     

应用全基因组芯片技术筛选人卵巢癌SKOV3卡铂耐药细胞系差异表达基因

目的:应用基因芯片技术筛选人卵巢癌细胞株中卡铂耐药相关基因.方法:采用人类全基因组表达谱芯片对卵巢癌耐卡铂细胞SKOV3/CB和亲本细胞SKOV3进行差异基因的筛选和分析;用半定量逆转录聚合酶联反应(RT-PCR)对部分芯片结果进行核对验证.结果:共分离筛选出差异基因233个,SKOV3/CB比SKOV3上调的差异基因共有163个,SKOV3比SKOV3/CB上调的差异基因共有70个.这些差异基因按其功能主要可以分为以下几类:物质转运、药物代谢、DNA修复、凋亡、离子通道、转移迁徙、细胞增殖和周期调控及一些未知功能基因.差异基因ANXA6、UGDH和TWIST2的表达情况与基因芯片检测结果一致.结论:卵巢癌的多药耐药是一个多种基因参与的复杂过程.基因芯片技术是一高效筛选多药耐药相关基因的方法,ANXA6、UGDH和TWIST2等基因可能与卵巢癌的多药耐药机制相关.     

基因芯片分析前列腺癌细胞系中转移相关基因

目的:通过基因芯片技术检测具有不同转移潜能的前列腺癌细胞系LNCaP和C4-2中表达差异的基因,寻找前列腺癌转移相关基因.方法:采用TRIzol一步法提取LNCaP和C4-2细胞的总RNA,并纯化mRNA,反转录合成荧光分子标记的cDNA探针,与基因芯片杂交.采用Genepix Pro 6.0图像分析软件进行芯片图像分析,把图像信号转化为数字信号,然后以差异大于等于2倍的标准来确定差异表达基因.结果:在LNCaP与C4-2细胞中,表达差异的基因共有417个,上调基因301个,下调基因116个.分析显示差异表达基因分别与细胞增殖、代谢、细胞因子、细胞转移等相关,其中发现7个基因与肿瘤细胞的转移相关,分别为EGFR、EGF、PIK3R1、Cyclin E、HYAL1、GNAI1、AZGP1.结论:筛选出LNCaP与C4-2细胞系中7个转移相关基因,为进一步研究前列腺癌转移机制奠定了基础.     

肺癌高转移和低转移细胞株中差异基因的分析

目的:以人肺癌低转移细胞株SPC-A-1为对照,分析人肺癌高转移细胞株SPC-A-1sci的分子转移机制及其相关的信号通路,寻找肺癌转移的关键基因.方法:应用芯片技术检测人肺癌低转移细胞株SPC-A-1和高转移细胞株SPC-A-1sci的差异基因.采用显著性通路分析和构建信号转导网络等生物信息学分析方法寻找肿瘤转移相关的潜在关键基因和信号通路.结果:与SPC-A-1细胞比较,SPC-A-1sci细胞共有上调表达的差异基因2 892个,下调表达的差异基因3 248个;上调差异基因参与的显著性信号转导通路共有48条,下调差异基因参与的显著性信号转导通路共65条.网络中的关键基因主要是丝裂原活化蛋白激酶1、表皮生长因子受体、AKT1、AKT3、PIK3CD( phosphoinositide-3-kinase,catalytic,delta polypeptide)、PIK 3R1 [phosphoinositide-3-kinase 3,regulatory subunit 1 (alpha)]、PIK 3R3、KRAS和胰岛素样生长因子1受体等.结论:人肺癌高转移细胞株SPC-A-1sci的基因芯片检测和生物信息学分析为肺癌转移的基础研究和临床防治提供了依据.     

葡萄胎和绒毛膜癌基因表达谱改变与滋养细胞增生的关系

目的研究葡萄胎和绒毛膜癌(绒癌)基因表达谱改变与滋养细胞增生的关系。方法用含4096条基因的表达谱芯片,对2例完全性葡萄胎、2例正常绒毛及原代培养的早孕绒毛滋养细胞和绒癌JAR细胞株滋养细胞进行基因差异表达谱分析。用免疫组化、免疫印迹和反转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法,对正常绒毛和葡萄胎组织及绒癌JAR和JED3细胞中与DNA合成有关的一些酶表达水平进行印证。结果2例葡萄胎标本中,均有显著差异表达基因89条,占基因总数的2．2％。葡萄胎与正常绒毛相比,24条基因表达显著增高(上凋),65条基因显著降低(下调)。JAR细胞与正常原代培养滋养细胞相比,432条基因下调,380条基因上调。葡萄胎和绒癌细胞中,共同下调基因有46条,共同上调基因有13条。在葡萄胎和绒癌中,抑制细胞生长的基因下调,而与细胞增生、恶性转化、转移及耐药等有关的基因上调。经免疫组化、免疫印迹和RT-PCR方法证实,在葡萄胎、绒癌JAR和JED3细胞中,与DNA合成有关的胸腺嘧啶核苷激酶1和核苷酸还原酶小亚基的表达显著增高。结论葡萄胎和绒癌存在着异常表达基因,滋养细胞增生可能与DNA合成酶异常高表达有关。     

鼻咽癌不同转移潜能细胞株基因表达的差异

目的：描绘鼻咽癌细胞株不同转移潜能亚株的基因表达谱,以筛选鼻咽癌新的肿瘤相关及转移相关候选基因,方法：用含14000个cDNA克隆的表达微阵列分析鼻咽癌细胞株SUNE－1的3个亚株,即高转移潜能细胞株5－8F,成瘤不转移株6－10B和不成瘤株13－9B的mRNA表达;用半定量RT－PCR验证cDNA表面微阵列检测的结果。结果：5－8F与13－9B比较,有82个差异表达基因;6－10B与13－9B比较,有38个差异表达基因,5－8F与6－10B比较,有54个差异表达基因,5－8F及6－10B与13－9B比较,有12个共有的差异表达基因;5－8F与13－9B及6－10B比较,有14个共有的差异表达基因。这些基因涉及代谢,转录,分化,凋亡和信号转导等多种生物功能以及许多未知功能,结论：揭示了鼻咽癌细胞株的基因表达谱,为寻找鼻咽癌相关基因提供了重要线索。     

食管癌细胞系KYSE150中RNA干扰MTA1的基因芯片分析

目的探讨MTA1对食管癌转移相关基因的影响。方法用RNA干扰的方法在食管癌细胞系KYSE150中沉默MTA1基因的表达,随后进行转移相关基因芯片分析。以两次芯片分析中均上调2倍以上(或下调1/2)为差异显著基因。通过DIVID生物信息学数据库进行gene ontology的通路分析。结果在两次基因芯片分析中均有意义上调的基因共有7个,分别是LAMC1、MMP14、MMP15、MDM2、API5、ODC1、PTGS2;而两次均显著下调的基因共有14个,它们是CSF1R、HGF、IGF2、ITGA6、MMP9、MMP11、MMP13、CASP8、CTSD、TMPRSS4、THBS2、TIMP1、ENPP2、SNCG。通过在DAVID生物信息学数据库中对上述表达差异显著的基因进行通路分析,结果提示差异基因主要富集在5条信号通路上,分别是肿瘤信号通路(MDM2、CASP8、CSF1R、HGF、ITGA6、LAMC1、MMP9、PTGS2)、ECM受体整合信号通路(LAMC1、THBS、ITGA6)、基质金属蛋白酶信号通路(TIMP1、MMP9)、小细胞肺癌信号通路(ITGA6、Cox2)和黏着斑信号通路(ITGA6、HGF、IGF2)。结论 MTA1参与了转移相关的一系列分子改变事件,尚需进一步的分子生物学方法验证这些基因调控的信号途径。     

应用基因表达谱芯片研究人胃癌细胞周期和细胞凋亡相关基因

目的：筛选胃癌发生过程中与正常组织差异表达的细胞周期和细胞凋亡相关基因并作初步功能分析.方法：应用Trizol一步法抽提胃癌及正常组织总RNA,分离纯化mRNA并逆转录合成荧光分子（Cy3/Cy5）标记cDNA探针,与含有8 464种cDNA基因的表达谱芯片杂交,分析胃癌与正常组织间差异表达的基因,对所获得的基因进行分子生物信息学分析.结果：胃癌与正常组织间差异表达的细胞周期和细胞凋亡基因有17条,占芯片基因总数的0.2%.其中与细胞周期相关的基因11条,与细胞凋亡相关的基因6条.在胃癌组织中表达量增加的10条,表达量下降的7条.生物信息学分析显示,该17条差异表达的细胞周期和细胞凋亡相关基因,与胃癌组织细胞的生长和凋亡有关.结论：胃癌的发生、发展过程中存在多基因表达调控的改变,细胞周期和细胞凋亡基因与胃癌组织细胞的生长和凋亡有相关性,对于该相关基因群的进一步研究有助于阐释胃癌的发病机制.     

全反式维甲酸诱导胶质瘤细胞基因的差异表达

 目的 分析全反式维甲酸诱导胶质瘤细胞所致的差异表达基因,为研究胶质瘤进展的基因通路及机制提供依据。 方法 运用cDNA微阵列技术比较全反式维甲酸处理前后胶质瘤SHG-44细胞（WHO Ⅳ级）的基因表达谱,鉴定与胶质瘤进展相关的差异表达基因。随机选择数个差异表达基因进行Northern杂交以验证cDNA微阵列结果的可靠性。 结果 鉴定出42个差异表达基因,其中表达上调28个、下调14个;按功能有凋亡类、细胞侵袭与转移类、细胞周期与生长调节类、细胞骨架类、细胞代谢类等。 结论 初步揭示SHG-44细胞基因的差异表达,开展对这些基因的研究有可能阐明胶质瘤进展的基因通路及机制。     

Screening for Metastatic Osteosarcoma Biomarkers with a DNA Microarray

Objective: The aim of this study was to screen for possible biomarkers of metastatic osteosarcoma (OS) using aDNA microarray. Methods: We downloaded the gene expression profile GSE49003 from Gene Expression Omnibusdatabase, which included 6 gene chips from metastatic and 6 from non-metastatic OS patients. The R packagewas used to screen and identify differentially expressed genes (DEGs) between metastatic and non-metastaticOS patients. Then we compared the expression of DEGs in the two groups and sub-grouped into up-regulatedand down-regulated, followed by functional enrichment analysis using the DAVID system. Subsequently, weconstructed an miRNA-DEG regulatory network with the help of WebGestalt software. Results: A total of 323DEGs, including 134 up-regulated and 189 down-regulated, were screened out. The up-regulated DEGs wereenriched in 14 subcategories and most significantly in cytoskeleton organization, while the down-regulated DEGswere prevalent in 13 subcategories, especially wound healing. In addition, we identified two important miRNAs(miR-202 and miR-9) pivotal for OS metastasis, and their relevant genes, CALD1 and STX1A. Conclusions:MiR-202 and miR-9 are potential key factors affecting the metastasis of OS and CALD1 and STX1A may bepossible targets beneficial for the treatment of metastatic OS. However, further experimental studies are neededto confirm our results.