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.     

星形细胞瘤的基因表达谱和Hierarckcal聚类研究

目的 探讨人脑星形细胞瘤发生发展中相关基因及分类特征基因的表达。方法 用含13939种人基因的BioStarH140S芯片，以正常脑及18例胶质瘤组织总RNA制备的探针杂交芯片，ScanArray4000扫描信号，提取脑及不同级别星形细胞瘤的差异基因并行生物信息分析，Hierarchical聚类提取差异基因的特征。结果 星形细胞瘤中筛选出438条(3．14％)差异表达基因；信息分析与细胞信号、细胞骨架和运动、癌基因及抑癌基因等多类基因密切相关；与分类相关的特征基因有MAP7、DBCCR1、PCDHA5、KCNAB1、NAPIL2等。表达谱将星形细胞瘤分成两类，与临床组织病理分类基本一致。结论 芯片是基因分析和筛选肿瘤标志性基因的有效手段，可客观分析星形细胞瘤发展及预后；分类特征基因为星形细胞瘤侵袭性和预后判断提供依据，有助于临床诊治。     

cDNA芯片和Oligo芯片结合Meta分析筛选高低级别星形胶质细胞瘤特异性靶标研究

目的 筛选高级别与低级别星形胶质细胞瘤之间的特异性差异基因,并结合Meta分析法对不同样本在两种不同芯片和不同平台研究的结果进行综合.方法 (1)采用eDNA芯片建立33张星形胶质细胞瘤基因表达谱,Oligo芯片建立17张星形胶质细胞瘤表达谱芯片,筛选低级别(Ⅰ、Ⅱ级)和高级别(Ⅲ、Ⅳ级)星形胶质细胞瘤间的差异基因,并对其生物信息进行分析;(2)利用挖掘出的基因数据采用Fisher判别、支持向量机法和贝叶斯混合协变量分析法对高、低级别胶质瘤进行判别检验;(3)对两种不同芯片得出的数据采用Meta分析法进行综合分析.结果 cDNA表达谱芯片星形胶质瘤Ⅰ、Ⅱ级与Ⅲ、Ⅳ级间的分型基因148条;Oligo芯片数据找到高、低级别之间判别基因46条,对胶质瘤样本可达到85%以上预测率;生物信息分析发现靶基因与众多生物功能相关,对两种芯片的表达谱数据的Meta综合分析结果发现一些功能还尚不清楚的差异基因,值得深入研究.结论 不同样本在不同平台、不同芯片中的数据不尽相同,Meta分析能较好地减少芯片数据的误差,筛选出的基因可作为进一步研究的靶基因.     

泛素结合酶基因UbcH10在脑星形胶质细胞瘤组织中的表达及意义

目的 探讨泛素结合酶基因UbcH10在脑星形胶质细胞瘤组织中mRNA和蛋白表达水平及其与星形胶质细胞瘤病理级别的相关性. 方法 应用实时荧光定量PCR、免疫组织化学染色和蛋白印迹实验检测UbcH10 mRNA和蛋白在32例不同级别脑星形胶质细胞瘤和6例正常脑组织中的表达,并检测UbcH 10蛋白表达与增殖抗原Ki-67蛋白表达的相关性. 结果实时荧光定量PCR结果、免疫组织化学染色结果和蛋白印迹实验结果提示:与正常脑组织(1.00±1.57;O%;0.43±0.42)比较.UbcH10 mRNA和蛋白表达水平在高级别星形胶质细胞瘤(64.33±60.98;9.65%±5.75%;0.69±0.38)和低级别星形胶质细胞瘤(8.36±8.15;4.82%±3.30%;0.10±0.08)中明显上调,差异均有统计学意义(P<0.05);且高、低级别星形胶质细胞瘤之间比较差异也有统计学意义(P<0.05).UbcH10阳性细胞表达率与增殖抗原Ki-67阳性细胞表达率呈显著的正相关关系(r=0.67,P=0.000). 结论 泛素结合酶基因UbcH10可能在星形胶质细胞瘤的发生发展恶变过程中具有重要作用.     

Notch家族成员在星形细胞瘤及髓母细胞瘤中的表达

目的 检测Notch家族成员Notchl～4蛋白在人脑星形细胞瘤及髓母细胞瘤中的表达,探讨其在肿瘤生成中的作用.方法 应用组织芯片免疫组化染色及Western Blot检测正常脑组织、不同级别大脑星形细胞瘤、小脑髓母细胞瘤中Notch 1、2、3、4蛋白的表达.结果 正常脑组织中Notch 1、2、3、4蛋白均无表达;星形细胞瘤中Notch 1、3、4蛋白的阳性表达率及表达强度随肿瘤病理级别的增高而增高,Notch 2无表达;髓母细胞瘤中Notch 1、3、4低或无表达,Notch 2呈高表达.结论 Notch 1、2、3、4在星形细胞瘤及髓母细胞瘤中表达有所差异,可能与Notch家族成员在脑发育过程中的作用不同有关.     

人脑胶质瘤中miR-125b和Gli1的表达及临床意义

目的探讨miR-125b在胶质瘤中的表达及其与Gli1的关系。方法收集不同病理级别胶质瘤标本25例,以荧光定量PCR方法检测miR-125b和Gli1的表达,分析miR-125b和Gli1表达水平与胶质瘤病理级别及预后的关系。结果①miR-125b在各级别胶质瘤[星形细胞瘤(0.754±0.085)、间变星形细胞瘤(0.545±0.075)和胶质母细胞瘤(0.340±0.056)]中的表达较正常脑组织(1.000)下调(均P0.05),miR-125b的表达水平与肿瘤的恶性程度呈负相关;②Gli1表达水平在胶质瘤中[星形细胞瘤(1.034±0.093)、间变星形细胞瘤(1.203±0.113)和胶质母细胞瘤(1.578±0.087)]较正常脑组织(1.000)略高,肿瘤的恶性程度与Gli1表达水平呈负相关,间变星形细胞瘤与胶质母细胞瘤比较,差异有统计学意义(P0.05);③miR-125b低表达和Gli1过表达与患者的预后呈负相关。结论 miR-125b低表达和Gli1过表达与恶性胶质瘤的发生、发展密切相关。     

星形细胞瘤中错配修复基因HMSH2蛋白表达的改变

目的探讨HMSH2与星形细胞瘤发生、发展及恶性程度的关系。方法应用免疫组化技术检测50例星形细胞瘤组织和10例正常脑组织标本中HMSH2蛋白的表达情况。结果正常脑组织、低级别星形细胞瘤、高级别星形细胞瘤中HMSH2蛋白缺失率分别为0、33.3%、65.2%。结论HMSH2蛋白缺失率与星形细胞瘤的病理分级和恶性程度有密切相关,可能在星形细胞瘤的发生、发展过程中起重要作用。     

人巨细胞病毒IE1-72蛋白在胶质瘤中的表达及临床意义

目的探讨人巨细胞病毒(HCMV)在脑胶质瘤中的表达,为揭示HCMV感染在胶质瘤中的作用提供理论依据。方法采用免疫组化方法检测HCMV立刻早期蛋白1-72(IE1-72)在不同级别脑胶质瘤的表达情况,并分析IE1-72蛋白表达情况和患者预后关系。结果在89例脑胶质瘤组织中,76. 4%细胞核和(或)细胞质中出现HCMV IE1-72蛋白阳性表达,其中75. 0%II级星形细胞瘤、70. 9%III级星形细胞瘤以及84. 6%胶质母细胞瘤组织中出现阳性表达,而在10例对照脑组织标本中没有发现HCMV IE1-72蛋白阳性表达。我们同时发现在不同级别脑胶质瘤中HCMV IE1-72蛋白表达差异性没有统计学意义,HCMV IE1-72蛋白表达水平与胶质瘤患者的PFS无相关性。结论HCMV IE1-72蛋白在脑胶质瘤中高表达,HCMV感染与胶质瘤的发生具有相关性,其发病机制仍需进一步研究。     

PSMB4亚基蛋白在脑胶质瘤中表达的相关研究

目的 探讨26S蛋白酶体的PSMB4亚基(PSMB4)在正常脑组织与胶质瘤组织中表达的差异性及其与脑胶质瘤恶性程度的相关性. 方法 选取厦门大学附属第一医院神经外科自2008年1月至2012年2月间手术切除并经病理证实的人脑胶质瘤液氮冻存标本75例,其中星形细胞瘤Ⅰ级21例,星形细胞瘤Ⅱ级21例,星形细胞瘤Ⅲ级27例,胶质母细胞瘤Ⅳ级6例.另取5例因脑创伤行内减压术患者的正常脑组织液氮冻存标本,免疫组织化学染色检测标本中PSMB4的表达. 结果 PSMB4在正常脑组织中呈阴性表达,而在胶质瘤组织中呈阳性或强阳性表达.统计分析显示胶质瘤组PSMB4蛋白的表达明显高于正常脑组织组,差异有统计学意义(P＜0.05),不同级别胶质瘤PSMB4表达的分布差异无统计学意义(P＞0.05). 结论 脑胶质瘤组织PSMB4蛋白的表达高于正常脑组织,但与脑胶质瘤的恶性程度无明显相关性.     

TaqMan低密度表达芯片检测DNA损伤修复基因在原发胶质瘤中的表达研究

目的运用低密度表达谱芯片检测人脑原发胶质瘤组织中DNA损伤修复基因的表达情况,进一步分析其表达变化的意义。方法使用TaqMan低密度表达芯片技术检测27个DNA损伤修复基因在40例不同级别原发胶质瘤组织和10例正常脑组织中的表达情况,并通过统计学分析其在不同级别胶质瘤和正常脑组织中的表达差异。结果与正常脑组织相比较,有13个DNA损伤修复基因在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级胶质瘤中均表达下调,包括ERCC1、ERCC2、ERCC3、ERCCA、MGMT、MLH1、MLH3、NTHL1、OGG1、RAD50、SMUG1、XRCC4、XRCC5(P<0.05)。MSH2、MSH6、NUDT1和XRCC3只在Ⅱ级和Ⅲ级胶质瘤中表达下凋;MRE11A和MUS81只在Ⅲ级和Ⅳ级胶质瘤中表达下调。PMS2、RAD52和XRCC1只在Ⅲ级胶质瘤中表达下调,而UNG只在Ⅱ级中表达下调。结论TaqMan低密度表达芯片为多个基因的同时定量表达提供了一种准确、快速、有效的多变量检测技术,可用于发现新的肿瘤相关基因。大量的DNA损伤修复基因的表达下调,与胶质瘤的发生密切相关。     

一条人脑胶质瘤相关新基因的克隆与表达

目的运用基因芯片技术获取正常成人脑组织与人脑胶质瘤中差异表达的基因，并对其中一条与脑胶质瘤相关的新基因进行了克隆和表达的研究。方法抽提正常成人脑组织与人脑胶质瘤组织中的mRNA来制备探针，经杂交、洗涤后，通过计算机观察二者表达谱的差异情况，对681F05克隆子进行了Northern blot，生物信息学分析和蛋白质的表达。结果通过四次基因芯片筛选，获得15条与胶质瘤相关的新基因，经northern blot证实681F05基因在人正常脑组织中低表达，而在人脑胶质瘤中高表达。BLASTn和BLASTx分析显示，它们编码蛋白与线虫Cyp-10蛋白同源性分别为52％和72％。cDNA序列分析发现这两个克隆是同一个基因[命名为cyclophilin—like gene（PPIL3）]的两个不同的剪切体（PPIL3a和PPIL3b）。并在大肠杆菌中得到了PPIL3a和PPIL3b与GST较好表达的融合蛋白。结论基因芯片筛选正常脑组织与人脑胶质瘤差异表达的基因具有样品用量少，高质量，高速度，高敏感等特性。681F05基因可能是与人脑胶质瘤形成有关的一条全长新基因。     

脑胶质瘤相关的全长新基因PPIL-3的克隆和蛋白质特性的研究

目的 运用基因芯片技术获取正常成人脑组织与人脑胶质瘤中差异表达的基因,并对其中一条与脑胶质瘤相关的新基因进行了克隆和表达的研究.方法 抽提正常成人脑组织与人脑胶质瘤组织中的mRNA来制备探针,经杂交、洗涤后,通过计算机观察二者表达谱的差异情况,对681F05克隆子进行了Northern blot,生物信息学分析和蛋白质的表达.结果 通过4次基因芯片筛选,获得15条与胶质瘤相关的新基因,经Northern blot证实681F05基因在人正常脑组织中低表达,而在人脑胶质瘤中高表达.BLASTn和BLASTx分析显示,它们编码蛋白与线虫Cyp-10蛋白同源性分别为52%和72%.cDNA序列分析发现这两个克隆是同一个基因(cyclophilin-like gene,PPIL3)的两个不同的剪切体(PPIL3a和PPIL3b).并在大肠杆菌中得到了PPIL3a和PPIL3b与GST较好表达的融合蛋白.PPIL3b蛋白具有依赖于Ca2+/Mg2+核酸酶活性,其核酸酶活性可被一定浓度的K+/Na+抑制.结论 基因芯片筛选正常脑组织与人脑胶质瘤差异表达的基因具有样品用量少、高质量、高速度、高敏感等特性.681F05基因可能是与人脑胶质瘤形成有关的一条全长新基因.     

Identification of KLRC2 as a candidate marker for brain tumor-initiating cells

ABSTRACT

Objective: Brain tumor-initiating cells are characterized by their features of self-renewal, multi-lineage differentiation, and tumorigenicity. We analyzed the gene expression of brain tumor-initiating cells to identify their novel cellular markers.

Methods: We performed cDNA microarray, in silico expressed sequence tags (ESTs), RT-PCR, and q-PCR analyses.

Results: We identified 10 genes that were more highly expressed in brain tumor-initiating cells than in neural stem cells. In addition, we identified 10 other genes that were more highly expressed in brain tumor-initiating cells than in glioma cell line cells from the cDNA microarray analysis. Using the EST database, we looked to see if the 20 genes were expressed more highly in gliomas, compared with normal adult brains. Among the 20 genes, five (KLRC2, HOXB2, KCNJ2, KLRC1, and COL20A1) were expressed more than twice in glioma samples, compared with normal adult brains, and, therefore, were referred for further evaluation. RT-PCR was conducted using cDNA samples obtained from neural stem cells, normal brain tissue, fetal brain tissue, glioma cell lines, and glioma tumor-initiating cell lines. KLRC2, a transmembrane activating receptor in natural killer cells, was expressed more highly in glioma-initiating cells than in neural stem cell lines or normal adult brain tissue. The q-PCR analysis revealed that expression of KLRC2 was significantly higher in brain tumor-initiating cells compared to normal brain controls.

Conclusion: KLRC2 could be a novel cellular marker for brain tumor-initiating cells.     

胶质瘤中EGFR扩增、过表达及其与肿瘤增殖关系的研究

目的探讨表皮生长因子受体（EGFR）在胶质瘤中扩增、过表达及其在肿瘤增殖中的作用机制。方法应用SP免疫组化法、RT—PCR、Southern印迹法检测6例正常脑组织、50例不同级别胶质瘤及2个体外胶质瘤细胞系中在EGFR蛋白水平、mRNA水平、DNA水平的表达及扩增情况，以及与肿瘤增殖活性的相关性。结果不同级别的胶质瘤中，表达与扩增程度不同，Ⅱ级与Ⅲ、Ⅳ级肿瘤之间比较具有显著性差异：EGFR过表达与Ki-67在胶质瘤中的表达呈正相关．而EGFR过表达与扩增并不一致。结论EGFR过表达与胶质瘤的增殖活性增高有密切相关性，推测EGFR过表达是肿瘤进展中的早期事件而非进展期事件。     

Analysis of gene expression in mutiple sclerosis lesions using cDNA microarrays.

In multiple sclerosis (MS) patients, a coordinated attack of the immune system against the primary constituents of oligodendrocytes and/or the myelin sheath of oligodendrocytes results in the formation of lesions in the brain and spinal cord. Thus far, however, a limited number of genes that potentially contribute to lesion pathology have been identified. Using cDNA microarray technology, we have performed experiments on MS tissue monitoring the expression pattern of over 5,000 genes and compared the gene expression profile of normal white matter with that found in acute lesions from the brain of a single MS patient. Sixty-two differentially expressed genes were identified, including the Duffy chemokine receptor, interferon regulatory factor-2, and tumor necrosis factor alpha receptor-2 among others. Thus, cDNA microarray technology represents a powerful new tool for the identification of genes not previously associated with the MS disease process.