基因表达的系统分析在基因组转录谱研究中的应用

基因表达的系统分析技术(SAGE)是一种全面分析基因表达模式的实验方法。该方法的原理是基于分离出每一mRNA所特有的长9bp-14bp的标签并将其串联起来进行克隆和测序。该方法不仅可以给出我们一个全面的特定细胞或组织的基因表达谱，而且还可以通过对两组处于不同环境中的同一类型细胞的基因表达谱进行比较，帮助我们发现那些由于环境的变化而表达发生改变的基因。本文拟就这一高通量方法的原理、应用、不足及其改进等方面的研究情况作以综述。     

一种基因表达的系统分析的方法

随着人类基因组全部核苷酸测序计划的即将完成,研究的焦点逐渐由结构基因组学转向功能基因组学,而全基因组表达分析也成为功能基因组研究的重要组成部分［１］。以往表达序列标签（ＥＳＴ）测序、ｍＲＮＡ差异显示、消减杂交及差异杂交等在克隆差异表达基因方面做出了巨大贡献,但由于它们的随机性均无法描绘出基因表达模式的全貌,所获得的多限于高丰度或表达差异大的基因［２－５］,且无法得知丰度的信息以及与其他差异表达基因相比的相对重要性。而目前用于定量表达分析的Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交、逆转录ＰＣＲ、竞争ＰＣＲ（ｃｏｍｐｅ…     

基因表达谱芯片在白血病耐药相关基因研究中的应用

目的探讨基因表达谱芯片技术在白血病耐药相关基因研究中的应用.方法首先采用荧光定量基因扩增技术检测了72例白血病患者的MDR1基因的表达,并利用含有4096条人类全长基因的cDNA表达谱芯片对其中3例MDR1基因高表达并表现为临床高度耐药的耐药实验组病例及3例MDR1基因低表达且未表现临床耐药的非耐药对照组病例的白血病耐药相关基因进行了研究. 结果基因表达谱分析两次重复实验结果显示总共有150条靶基因(约3.66%)在与以耐药组及非耐药组细胞RNA为模板合成的双探针杂交时表现出较大的差异.结论运用基因芯片对白血病耐药基因表达谱进行分析,能够筛选出白血病耐药相关基因.     

鼻咽癌组织基因表达谱的研究

目的和方法：用Ｃｌｏｎｔｅｃｈ公司的Ａｔｌａｓ＾ＴＭＨｕｍａｎ Ｃａｎｃｅｒ ｃＤＮＡ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ Ａｒｒａｙ对人胚鼻咽、正常成人鼻咽、ＨＮＥ１细胞、鼻咽低分化鳞癌、肺癌和头颈部其它３种肿瘤５８８个与肿瘤相关基因的表达谱进行了研究。结果：在选定的９１个基因中,有３６个基因的鼻咽癌组织中表达加强,５１个基因鼻咽癌组织中表达下调,在鼻咽癌组织中表达下调的基因相对较多。周期素依赖性刺酶抑制子－     

生物信息学及其在肿瘤研究中的应用

生物信息学是利用计算机对于生物大分子的结构和功能信息进行整理、储存和分析的技术 ,它目前已经成为生命科学的一个重要研究手段。在肿瘤研究领域的应用主要包括构建肿瘤相关的数据库、开发肿瘤治疗药物以及系统分析肿瘤基因表达谱。     

基因表达谱的数据分析

基因表达谱分析是基因芯片技术的一个重要应用。对基因表达谱分析的一般流程,数据的早期处理包括矩阵转换和标准化过程,后期的矩阵数据分析包括无监督分析方法如层次聚类、K-均值聚类和自组织映射,和有监督分析方法如线性判别、决策树和支持向量机等的研究,将为更好的开发运用这种方法提供方向性的指导。     

应用微阵列初步分析髓母细胞瘤的基因表达谱

目的　应用微阵列技术研究髓母细胞瘤的分子发病机理。方法　收集新鲜髓母细胞瘤 4例及正常脑组织 1份的组织标本 ,提取总 RNA,逆转录成 32 P标记的 c DNA探针 ,与 Atlas人肿瘤芯片杂交 ,通过放射自显影获得基因谱 ,应用 Atlas Image TM1.0 1a分析。结果　与正常脑组织相比 ,髓母细胞瘤下调基因 6个 ,上调基因 35个 ;逆转录 -聚合酶链反应技术验证结果与芯片检测结果相符。除少数基因外 ,大部分基因的表达趋势与肿瘤生物学特性相符。结论　髓母细胞瘤是与星形细胞起源胶质瘤具有不同分子发病机理的多基因病变 ,不同基因之间可能存在复杂的相互作用和联系 ,值得进一步研究。     

应用微阵列初步研究少支胶质细胞瘤的基因表达谱

目的：应用微阵列研究少支胶质细胞瘤的基因表达谱。方法：从2例新鲜少支胶质细胞瘤及1份正常脑组织标本中提取总RNA，逆转录为^32P标记的cDNA、与Atlas微阵列杂交，洗膜、放射自显影，应用专用软件分析所得杂交图。结果：与正常脑组织相比，2例少支胶质细胞瘤共有63个基因表达上调，4个基因表达下调。2例肿瘤间基因表达量有显著差异。部分基因的表达趋与已知基因信息不同。结论：Atlas微阵列可高效显示少支胶质瘤的基因表达谱，并为进一步肿瘤分子发病机理提供新信息。     

EF延缓HPAT轴衰老的基因表达谱研究

目的：淫羊藿总黄酮(EF)延缓下丘脑-垂体-肾上腺-胸腺(HPAT)轴衰老的分子机制。方法：利用基因芯片技术，分别检测淫羊藿总黄酮组、右归饮组、桃红四物汤组、老年大鼠对照组及青年大鼠对照组下丘脑、垂体、肾上腺、脾脏淋巴细胞的基因表达谱。结果：老年大鼠和青年大鼠相比，HPAT轴多种神经递质、激素、细胞因子或其受体表达下调；EF组HPAT轴多种神经递质、激素、细胞因子或其受体表达上调；右归饮组及桃红四物汤组未见广泛的调节作用。结论：老年大鼠HPAT轴与生长、发育、衰老相关的基因表达以衰退的表现为主；EF能上调神经递质受体的表达并通过NEI网络的下行通路激活神经内分泌和免疫系统；通过下调促凋亡、抗增殖基因，上调抗凋亡、促增殖基因的表达，重塑淋巴细胞基因表达的平衡，延缓免疫衰老。     

新基因组测序方法能够在单细胞水平上分析基因表达谱

据2012年7月22日Romskolf D(Nat Biotechnol,2012 Jul 22.doi:10.1038/nbt.2282.)报道,研究人员第一次证实,一种新的被称作Smart-Seq的基因组测序方法能够帮助科学家们对临床上重要性的单个细胞进行深入分析。Smart-Seq可能有着很多方面的     

聚类和关联规则挖掘在基因表达数据分析中的应用研究

随着DNA微阵列技术的广泛应用,产生了海量基因表达数据,如何利用这些数据研究基因间的调控关系成为当前生物信息学的一个研究热点.关联规则挖掘是数据挖掘领域的一个重要技术,然而直接埘基因表达数据进行关联规则挖掘存在两个问题:一是时间和空间复杂度过高;二是获得的规则仅定性表示基因间的调控关系,无法提供关于调控关系强度的信息.本文利用聚类实现数据降维,然后将基因表达水平离散化为七个状态,最后关联分析每个聚类中的基因表达数据.实验结果表明本文的分析方法是有效的.     

人退变椎间盘组织的基因表达谱

目的：研究人类退变椎间盘的基因表达谱,分析人退变椎间盘基因表达水平的变化。方法：按条件优化的一步法抽提人退变及正常椎间盘组织的总RNA各3例,分别用cy3,cy5荧光标记,获得2组椎间盘cDNA的探针,与含有4096条人类全长基因的cDNA表达谱芯片杂交,扫描芯片荧光信号图像,对所获得的基因进行生物信息学分析。结果：在4096条基因中,有差异表达的基因706条,358条基因表达量明显下降,298条基因表达量明显上升。在有差异表达的基因中,细胞凋亡相关类蛋白8条,其中上皮细胞膜蛋白(EMP-1)基因的表达上调明显。结论：退变椎间盘的基因表达发生变化,细胞凋亡增加可能是椎间盘退变发生和发展的因素之一。     

高性价比寡核苷酸基因表达谱芯片的制备方法

目的探讨探针长度对寡核苷酸(Oligo)基因芯片杂交信号的影响。方法以大肠杆菌基因表达信息作为实验模型,根据已有大肠杆菌全基因组芯片数据选择覆盖高、中、低杂交信号强度的20个大肠杆菌基因,针对该20个基因分别设计59-mer和70-mer长度Oligo探针,并将2种探针点制在同一张芯片中,同时设阳性对照探针和阴性对照点样液。提取大肠杆菌RNA,经过反转录、扩增、荧光标记后与芯片进行杂交反应,采用激光共聚焦扫描仪扫描芯片,利用数据分析软件提取探针的杂交信号值并进行显著性分析。结果大肠杆菌28SrRNA和18SrRNA条带清晰,无降解带出现,质量合格。芯片杂交结果显示59-mer和70-mer长度探针的杂交效率和杂交信号差异无统计学意义(P=0.9810),阳性对照探针出现阳性杂交信号,阴性对照点样液未检测到杂交信号,符合质控要求。结论59-mer长度探针可用来制备Oligo基因芯片,这不仅降低了基因芯片制作成本,而且将推动基因芯片技术更为普及的应用。     

应用微阵列技术初步探讨间变性星形细胞瘤基因表达谱

间变性星形细胞瘤为星形细胞起源的恶性肿瘤(WHOⅢ级)，占瞄肿瘤的26.6％,既可以是原发，也可由低度恶性星形细胞瘤发展而来。我们拟应用微阵列技术对该肿瘤的差异表达进行初步探索。     

急性白血病的基因表达谱分析与亚型分类特征的鉴别

本研究基于生物信息学理论，运用模式识别方法和计算技术，对急性白血病的基因表达谱数据进行分析，研究急性白血病的亚型识别与分类信息基因选取问题。首先去除无关基因，然后利用浮动顺序搜索算法搜索特征空间生成候选特征子集，最后以支持向量机作为分类器进行急性白血病的亚型识别，并以误识率为依据鉴别出了5个包含完整分类信息的基因。实验结果表明，本研究鉴别出的5个信息基因能以100％的正确率准确识别急性白血病亚型。     

弥漫性大B细胞淋巴瘤基因表达谱的初步研究

目的探讨弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL）不同免疫表型组的基因表达谱状况。方法根据CD10、bcl-6和MUM1的表达状况对156例DLBCL进行分组：CD10^＋和（或）bcl-6^＋、MUM1-（第1组）;CD10^＋和（或）bcl-6^＋、MUM1^＋（第2组）;CD10^-和bcl-6^-、MUM1^＋（第3组）。从各组中各选择3例共（9例）临床分期为Ⅳ期的病例标本,另取3例正常扁桃体组织作为对照,采用Affymetrix U133 plus2．0寡核苷酸芯片研究12例样本的基因表达谱。结果通过unsupervised等级聚类分析,12例样本被分成了4组,分别命名为A、B、C、D组。经与免疫表型分组结果对照显示两种分组结果完全一致：A、B、C组分别对应第1、2、3组,D组对应正常对照组。在DLBCL病例组中（A、B、C组）有81个基因显著表达下调,有86个基因显著表达上调。而其中的一个组（B组）虽然具有混合性生发中心B细胞样（GCB,A组）和活化的外周血B细胞样（ABC,C组）DLBCL的免疫表型,但在聚类分析中发现其基因表达谱与A组和C组均不同,有45个基因表达上调,并且有27个特异性表达基因。结论初步结果显示,DLBCL全基因组表达谱在分子水平上有不同的亚群,且可能通过免疫表型来区分。还提示基因表达谱B组DLBCL可能存在除细胞起源以外的不同异质性因素,而这种因素可能与DLBCL的发病机制相关。     

人胎脑动脉发育相关基因表达谱的研究

目的:比较人胎儿脑动脉与成人脑动脉基因表达谱的差异，筛选与人胎脑动脉发育相关的差异表达基因。 方法:收集3例意外流产的胎儿（胎龄18-20周）及3例成人Willis脑动脉环及主要分支，抽提组织中的总RNA，制备成生物素标记的cRNA探针后分别与Affymetrix U133A基因芯片杂交，扫描杂交信号并用专用软件分析杂交结果，筛选出在两种组织中差异表达的基因。随机选择3个差异表达基因，用荧光定量RT-PCR验证。 结果:在所检测的总共 22 215 个基因中，胎儿脑动脉与成人脑动脉相比，表达水平相差2倍、3倍、4倍、5倍以上的基因分别有935个、302个、177个、110个；在表达水平相差5倍以上的基因中，32个基因在胎儿脑动脉中高表达，78个基因在胎儿脑动脉中低表达。基因功能分类显示：25个基因与细胞信号转导和通讯有关，16个基因与细胞外基质和细胞骨架有关，与细胞防御反应有关的基因有14个，转录因子10个，另外有45个为未分类或功能未知的基因或表达序列标签（EST）片段。 结论:人胎脑动脉的正常发育受到众多基因的调控，研究这些基因的功能可能有助于认清脑动脉瘤等脑动脉发育相关性疾病的发病机制。     

基因芯片检测自噬与凋亡的基因表达谱改变

目的:利用基因芯片研究自噬与凋亡关系,阐明两者间的分子调控机制.方法:采用4096条人类基因的cDNA芯片检测3-MA自噬抑制剂在诱导凋亡的人肝细胞株L02基因表达谱的改变,以探讨在自噬被抑制的情况下,凋亡的发生及其相关基因的变化.结果:L02细胞株cisplain凋亡诱导16小时的实验模型中,实验组在诱导凋亡前加入3-MA自噬抑制剂,诱导前后对照组与实验组相比,差异表达基因共151条.其中上调基因74条;下调基因77条.APG5基因无变化.结论:用基因表达芯片对3-MA自噬抑制剂在凋亡诱导的L02细胞株基因表达谱的改变进行高通量分析,能够有效地观察出凋亡基因及相关基因的表达.自噬被抑制的状态下,凋亡相关基因同样表达,说明3-MA自噬抑制剂并不能阻止凋亡的发生.     

基于DNA芯片的细菌基因表达谱技术的建立与评价

目的建立和优化基于全基因组DNA芯片的细菌基因表达谱技术，并用实时定量RT-PCR对此技术平台进行评价。方法提取并纯化鼠疫耶尔森菌总RNA，以六核苷酸随机引物（N6）和／或基因组特异引物（GDP）逆转录合成cDNA，用CY染料直接或间接标记后，与包括鼠疫耶尔森菌4005个ORF的全基因组芯片杂交，通过芯片扫描仪获得表达谱分析结果，归一化后进行分析。结果用实时定量PCR技术验证。结果采用N6＋GDP混合引物以间接法标记获得了较为理想的结果，表达谱技术与实时定量PER技术所得结果高度相关，证明了此技术的可靠性和实验设计与数据分析的合理性。结论合理的设计和归一化的分析方法是基于DNA芯片的细菌基因表达谱分析成功的关键，该技术的建立为细菌功能基因组研究奠定了基础。     

基于压缩感知算法的基因表达谱数据分析

目的 基因表达谱数据分析是生物信息学领域最重要的研究内容之一.其可实现对不同病理分型的肿瘤的正确分类,对肿瘤诊断和治疗具有重大意义.方法 本文应用压缩感知算法实现对胃癌基因表达谱数据的分类,运用训练数据构造冗余字典,采用随机分布的规范行矢量高斯矩阵构造感知矩阵,对训练数据和测试数据进行感知,利用正交l2-范数算法对基因表达谱数据进行重建,在变换域中采用近邻法测试判断数据类别,与样本的实际类别相比较.结果 实验结果表明,压缩感知算法与K均值聚类、SVM等其他分类算法相比有较高的分类正确率,且分类速度快,能避免特征选取的问题.结论 本文方法对疾病的临床诊断和生物信息学研究有重要的参考和借鉴作用.