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.     

全基因组表达谱芯片在新疆维汉族胶质母细胞瘤患者中的应用研究

目的：运用基因表达谱芯片,筛选有意义的新疆维、汉族患者胶质母细胞瘤的差异表达基因,从而探讨差异基因在新疆维、汉族患者胶质母细胞瘤发病机制及预后转归中的作用及临床意义。方法运用全基因组表达谱芯片检测3例维族患者胶质母细胞瘤、3例汉族患者胶质母细胞瘤的基因表达情况,并通过GenomeStudio软件,R语言lumi包进行标准化处理筛选差异表达基因（P＜0.05）;运用Web Gestalt软件,对差异基因做GO生物信息学分析（P＜0.05）。结果维、汉族患者胶质母细胞瘤全基因组表达谱的比较分析发现,筛选出显著差异表达的基因共1475个,上调669个,下调807个（其中1个基因（STRC）对应2个转录本,1个转录本表达上调1个转录本表达下调）,差异基因中通过GO分析有1175个关键基因分布在小G T P酶调节信号通路、Ras信号通路、神经元反应蛋白调节、中枢神经系统髓鞘形成等多个生物学过程的功能节点中。结论通过对维、汉族患者胶质母细胞瘤基因表达谱的研究,筛选出差异表达的相关基因,并对其功能及定位信息进一步分析,从多基因相互作用的角度探究胶质母细胞瘤发生发展分子机制及维、汉族胶质母细胞瘤的发病机制差异性。     

胶质母细胞瘤放射治疗前后免疫相关基因研究

目的研究人脑胶质母细胞瘤组织放射治疗后基因表达谱的变化。方法采用BioStarH-141s（2004）型含13929条人类全长基因的cDNA表达谱芯片,对两例胶质母细胞瘤组织在直线加速器（60Gy）放射治疗前后相关基因表达情况进行检测,并分析它们之间的基因表达差异。结果胶质母细胞瘤放射治疗后与放射治疗前比较,组织表达差异基因共17个,其中上调10个,下调7个。表达差异基因中改变最明显的功能群是免疫系统相关的基因,如SPARC、ID3、HLA-DQA1和HLA-DOA等上调。细胞增殖、细胞调亡、细胞周期、DNA修复系统也有部分基因发生明显变化,如MLL5上调和POLR2B下调等。结论对胶质母细胞瘤组织经直线加速器照射（60Gy）后基因表达谱改变的研究可以更好地阐明其放射敏感性差异机制,为放射治疗前或放射治疗早期寻找预测肿瘤放射敏感性分子标志物提供理论依据。     

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.     

侵袭性垂体腺瘤与非侵袭性垂体腺瘤的基因差异表达谱

目的 利用基因芯片研究侵袭性垂体腺瘤与非侵袭性垂体腺瘤的基因差异表达谱.方法 应用Illumina人全基因组基因表达芯片检测6例侵袭性垂体腺瘤以及6例非侵袭性垂体腺瘤组织的基因表达谱,并选择其中差异表达的两个基因进行逆转录一聚合酶链反应RT-PCR验证.结果 基因芯片筛选出差异表达基因153条,包括63条上调表达基因和90条下调表达基因,其中部分差异表达基因是细胞粘附、癌基因、信号传导等的相关基因.对上调基因CDH12(N-cadherin 2)和下调基因KLF4 (Kruppel-like factor 4)行RT-PCR验证结果与芯片结果相符.结论 侵袭性垂体腺瘤与非侵袭性垂体腺瘤的基因表达谱存在差异,其中差异表达基因SERPINE1 (serpin peptidase inhibitor,clade E,member 1)与KLF4可能通过作用于细胞生理过程在垂体腺瘤的侵袭性中发挥着一定作用.     

泌乳素腺瘤基因表达谱的建立与分析

目的建立和分析泌乳素腺瘤的基因表达谱。方法应用人全基因组寡核苷酸芯片HG-U133A2.0检测2例泌乳素腺瘤组织和2例混合的正常垂体组织的基因表达谱,对差异表达基因进行筛选和生物信息学分析。结果成功建立正常垂体与泌乳素腺瘤的基因表达谱,筛选出与泌乳素腺瘤相关的上调基因313条,下调基因856条。这些差异基因功能聚类显示主要涉及分子结合、凋亡或肿瘤相关、代谢、信号传导、细胞周期等多个分子通路。结论基因表达谱的建立有助于分析、研究泌乳素腺瘤的分子机制。     

IGFBP2和Lip45对胶质瘤侵袭性的调节

经过对不同级别胶质瘤的基因表达谱研究发现,在高级别胶质瘤(胶质母细胞瘤和多形性胶质母细胞瘤)中胰岛素样生长因子结合蛋白2(IGFBP2)呈过度表达,随之进行的微阵列分析表明80%的多形性胶质母细胞瘤过表达IGFBP2,这是目前为止发现的多形性胶质母细胞瘤最普遍的分子生物学改变.功能学研究表明:IGFBP2能促进胶质瘤的侵袭性.通过采用酵母双杂交技术,确定了编码IGFBP2结合位点的Ⅱp45基因,Ⅱp45蛋白的作用为抑制胶质瘤的侵袭性.总之,基因功能学研究表明IGFBP2和Ⅱp45为一对作用相反的胶质瘤侵袭性调节蛋白.     

胶质母细胞瘤中lncRNA GAS5相关m6A基因的生物信息学分析

目的 采用生物信息分析技术探讨胶质母细胞瘤中和长链非编码RNA GAS5相关的m6A基因的筛选及临床特征分析.方法 从开放的癌症基因图谱(TCGA)和基因型组织表达(GTEx)数据平台下载脑胶质瘤样本转录水平数据.根据TCGA胶质母细胞瘤患者GAS5基因的表达量做相关性分析,筛选出GAS5相关m6A基因.通过权重基因共...     

人BTBD10新基因克隆及组织表达和在脑胶质瘤中的表达谱及聚类

目的探讨人脑胶质瘤相关BTBD10新基因克隆、正常成人组织分布及在不同级别星形细胞瘤中的表达。方法构建胎脑cDNA文库和大规模测序获得全长BTBD10新基因;用Clontech人多组织文库(MTC)为模板研究BTBD10在8种正常组织中的分布;用含13 939种人类基因(8 347种已知基因,5 592种未知基因)的BioStarH140S型表达谱芯片检测BTBD10在星形细胞瘤中的表达,Hierarchical聚类分析与BTBD10表达谱相近的基因群;Northern杂交验证BTBD10在不同级别胶质瘤中的表达。结果人胎脑文库中克隆的BTBD10新基因含1 428bp长的开放阅读框,编码475个氨基酸的蛋白;芯片结果提示BTBD10基因在18例胶质瘤组织中表达一致降低,与促性腺诱导素转录阻抑蛋白GIOT1、血管性肠肽VIP等7条基因的表达谱相似;BTBD10在正常脑组织中表达量最高,而心、肺、肝、肾、胰腺中表达较低;Northern显示BTBD10与胶质瘤发生密切相关,与芯片结果一致。结论表达谱芯片可快速高效筛选脑胶质瘤相关基因,BTBD10基因与胶质瘤发生密切相关,在脑胶质瘤的转录调控中起重要作用。     

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.     

胶质母细胞瘤驱动基因相关的竞争性内源RNA调控网络

目的 探讨胶质母细胞瘤（GBM）驱动基因相关的竞争性内源RNA（ceRNA）调控网络。方法 从癌症基因组图谱（TCGA）中下载169例GBM及5例正常组织长链非编码RNA（lncRNA）表达数据,从UCSC Xena数据库下载509例GBM及10例正常脑组织微小RNA（miRNA）表达数据。对获取的lncRNA及miRNA表达数据进行差异表达分析。GBM的17个驱动基因是从文献（PMID: 30096302）中获得。miRcode,TargetScan,miRTarBase和miRDB数据库预测lncRNA、miRNA和GBM驱动基因之间的相互作用。结果 GBM组织TP53及PTEN突变率最高,达30%,且TP53错义突变最常见。筛选出差异表达lncRNA共2 445个,表达上调1 052个,下调1 393个;差异表达miRNA共56 个,表达上调28个,下调28个。共有5 个GBM驱动基因、6 个miRNA 及297个lncRNA筛选出用于构建ceRNA网络,包括HOX转录反义RNA在内的8个lncRNA与GBM病人的生存相关。结论 采用生信分析方法构建ceRNA网络有助于深化GBM发生、发展机制的认识     

Identification of tumor invasion-related differentially expressed genes in different grades and all-trans retinoic acid-treated astrocytoma cell lines

BACKGROUND:Although several genetic aberrations and gene expressional changes have been shown to exist in tumors and different grades of astrocytomas,as well as in normal tissues,the gene profiling and ge-netic pathways associated with malignant transformation and progression remain unclear. OBJECTIVE: To identify differentially expressed genes related to tumor invasion from various grades and all-trans retinoic acid (ATRA)-treated astrocytoma cell lines by cDNA microarray. DESIGN,TIME AND SETTING: In vitro...     

Differentially expressed genes from the glioblastoma cell line SHG-44 treated with all-trans retinoic acid in vitro

Morphology, immunocytochemistry, growth curve assay, and flow cytometry were used to investigate the effects of all-trans retinoic acid (RA) on cell proliferation, cell cycle progression and differentiation of the astrocytoma cell line SHG-44 from glioblastoma multiforme (World Health Organization grade IV). The differentially expressed genes from RA-treated and normal SHG-44 were identified by cDNA microarray after the cell line SHG-44 was treated with 10 μM RA for 3 days. Validation of some differentially expressed genes was performed by Northern Blot analysis. The expression of glial fibrillary acidic protein (GFAP) was markedly increased in RA-treated SHG-44 cells. Other changes included a short shuttle shape, small nucleus, decreased karyoplasm proportion, the formation of increased thin cytoplasmic processes, reduced cell growth and a 15% increase in G0/G1 phase cell populations. In addition, 42 known genes were identified with altered expression in our cDNA microarray. There was stable down-regulation of MDM2 and UGB as well as overexpression of SOD2, CSTB, and G3BP when RA-treated SHG-44 was compared with normal SHG-44. RA simultaneously suppressed the proliferation of SHG-44 cells significantly as well as induced differentiation and altered gene expression.     

肾移植术后受者外周血淋巴细胞的早反应基因表达谱变化

背景：同种异体免疫应答过程中有许多基因参与淋巴细胞的活化及其调控。 目的：研究肾移植后受者外周血淋巴细胞差异表达基因,尤其是早反应基因。 设计、时间及地点：基因水平的对照观察实验,于2003-09/2004-02在解放军第二军医大学长征医院泌尿外科及器官移植中心以及上海博星基因芯片公司完成。 对象：选取无明显急性排斥反应的同种异体肾移植受者16例。 方法：应用包含4 096个人cDNA克隆的微矩阵芯片,分析肾移植受者移植后24 h外周血淋巴细胞的基因表达谱。每位受者于移植前当日和术后24 h分别抽取外周血10 mL,分离外周血淋巴细胞。16例受试者同一时间点的淋巴细胞混合。按一步法抽提两个时间点细胞总RNA并纯化mRNA,分别反转录合成、标记cDNA探针,与包含4 096个人cDNA克隆的微矩阵芯片杂交,结果通过生物信息学方法分析。 主要观察指标：差异表达的基因。 结果：肾移植后24 h与移植前相比,肾移植受者外周血淋巴细胞差异表达的基因共有216个,其中下调基因103个,上调基因113个。这些基因主要涉及细胞信号转导、细胞凋亡等多个种类。 结论：肾移植后24 h,基因芯片技术可有效地筛选出受者外周血淋巴细胞早反应基因的差异表达。     

Gene expression profiling of individual hypothalamic nuclei from single animals using laser capture microdissection and microarrays

In order to identify novel genes involved in appetite and body weight regulation we have developed a microarray based method suitable for detecting small changes in gene expression in discrete groups of hypothalamic neurons. The method is based on a combination of stereological sampling, laser capture microdissection (LCM), PCR based amplification (SuperAmp), and one-color cDNA microarray analysis. To validate the method we assessed and compared fasting induced changes in mRNA levels of Neuropeptide Y (NPY) and proopiomelanocortin (POMC) in the hypothalamic arcuate nucleus (ARC) of diet-induced obese rats using cDNA microarrays, quantitative PCR and in situ hybridization. All methods revealed statistically significant fasting-induced changes in NPY and POMC expression. An additional 3480 differentially expressed probes (fold change >1.22, t-test p=0.05) were identified in the microarray analysis. Our findings demonstrate a consistent gene expression pattern across three different gene expression detection methods and strongly suggest that LCM coupled microarray analysis combined with SuperAmp can be used as a semi-quantitative mRNA profiling tool. Importantly, the sensitivity of the method greatly improves the usefulness of the microarray technology for gene expression profiling in non-homogeneous tissues such as the brain.