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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20 880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.
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家蚕核型多角体病毒的基因组结构及其表达模式
Bombyx mori nucleopolyhedrovirus(BmNPV)是家蚕(Bombyx mori)的重要病原,属于杆状病毒.20世纪80年代后期发展了基于杆状病毒作为载体的昆虫杆状病毒表达系统技术.由于家蚕可以规模化饲养,利用重组的BmNPV以家蚕作为"生物工厂"生产重组蛋白因具有低成本、适合产业化的优点而受到高度重视.BmNPV的分子生物学研究以及作为表达载体的应用在过去十几年间得到了较快发展,本文主要就近年来关于BmNPV的基因组结构及其基因表达模式的研究作一概述.
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乳癌的基因表达模式揭示肿瘤的亚型及其与临床预后的关系
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制备诱导多能干细胞的分子系统
诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)在形态学特征、表面抗原、基因表达模式及表观遗传状态等方面与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)类似[1-4],注射裸鼠后也同样可以在体内形成含有3个胚层的畸胎瘤[1,4],甚至能像ESCs一样通过四倍体补偿技术获得具有生殖能力的活体小鼠[5-6].在实际应用中,iPSCs可避免ESCs的诸多弊端,如伦理问题、胚胎来源的选择、安全性问题等,因此,越来越多的文献报道了iPSCs在再生医学、疾病模型的建立、细胞及基因治疗、药物的发现与评价等方面的研究和应用[7-10].
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DNA高甲基化与抑癌基因
哺乳动物基因组中,DNA甲基化是指CpG二核苷酸中的胞嘧啶第5位碳原子被甲基化.DNA甲基化是一种基因外修饰,不改变DNA的一级结构;他在细胞正常发育、基因表达模式以及基因组稳定性中起着至关重要的作用.全基因组低甲基化,维持甲基化模式酶的调节失控和正常非甲基化CpG岛的高甲基化是人类肿瘤中普遍存在的现象.DNA高甲基化是导致抑癌基因失活的又一个机制.本文综述了抑癌基因的高甲基化、DNA修复基因的高甲基化、甲基化与转录的关系以及导致转录失活可能存在的作用机制、寻找甲基化相关基因的依据原则、甲基化的检测方法、肿瘤甲基化图谱的特征、甲基化与突变的相互作用、导致甲基化产生的原因、及其广泛的应用前景.
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热应激反应的研究现状与展望
所有生物面对体内外不良因素时,均通过基因表达模式的改变而导致一系列称为热休克或热应激蛋白(HSPs)的合成增加,这些反应被称为热应激反应。它是机体细胞内激发的一系列高度程序化的事件,起着保护应激结局的作用。直到目前为止,这个反应的信号传递过程如下:应激因素→HSF基因(热休克因子,heat shock factor,HSF)→HSF(蛋白质)→HSE(热休克元素,heat shock element,HSE)→HSPs基因→HSPsmRNA→HSPs。一、热应激反应的诱导因素热应激反应的诱导因素可分为3类:(1)生活和生产环境中的应激因素,包括物理因素(热或高温、紫外线、低氧、缺氧等)、化学因素(CO、H2O2、化疗制剂和各种药物、致畸剂、致癌剂、致突变剂、麻醉剂、砷化物、尼古丁、氨基酸类似物、萘啶酮酸、重金属、苯及其同系物、酚及其同系物、农药、臭氧、氮化物、光化学空气污染物、粉尘等)、生物因素(病毒、细菌、寄生虫和分枝杆菌);(2)环境中的应激因素和疾病引发的体内病理生理状态,包括低氧、感染性炎症、高热、缺血、低盐、高盐、高pH、低pH等;(3)非应激状态,包括细胞周期、生长因子、分化与发育、癌基因与原癌基因等。热应激反应不仅可以被热应激引起,而且也可被一系列体内外应激因素所致,所以将这些反应称为应激反应更为合理,然而,由于此反应首先在热休克时发现,所以更多的人仍喜欢称之为热应激反应。
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布渣叶查耳酮合酶基因全长cDNA克隆及其表达模式分析
目的 克隆布渣叶查耳酮合酶基因(MpCHS)全长cDNA,并对其在不同部位和不同生长阶段叶片中的表达模式进行分析.方法 以布渣叶叶片总RNA逆转录合成cDNA为模板,根据其转录组数据设计特异引物序列,PCR扩增MpCHS基因全长cDNA,经质粒连接、转化、扩培,挑选阳性克隆测序、分析并构建原核表达载体.同时,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对MpCHS基因的表达模式进行分析.结果 成功克隆得到MpCHS基因全长cDNA (GenBank:KY472608).生物信息学分析表明其开放阅读框为1 176bp,编码含391个氨基酸的蛋白,其相对分子质量为42 700,理论等电点6.11,具有CHS家族蛋白3个保守的功能活性位点(165 C、304 H和337N)和特征多肽标签序列RLMMYQQGCFAGGTVLR和GVLFGFGPGL.系统进化树分析发现MpCHS与可可、陆地棉等木本植物的亲缘关系比较近.RT-qPCR结果表明,MpCHS基因在不同部位均有表达,在叶片中的表达量随着生长过程逐步降低.结论 首次克隆得到MpCHS基因,并分析了MpCHS基因在布渣叶不同部位和不同生长阶段叶片中的表达模式,为MpCHS基因的原核表达和功能验证奠定了基础,也为进一步解析布渣叶黄酮类生物合成途径提供了参考.
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基因芯片数据的标准化及分析方法
随着人类基因组计划的发展,编码人类全部染色体的约3~4万条基因被发现,人类基因组计划由此进入后基因组时代,研究重点由发现基因转向探索基因的功能,由此产生了用于基因功能分析的新技术和新方法[1].基因芯片是生物芯片中发展成熟的一种高通量处理技术,它提供了从染色体水平分析基因表达模式的手段,而它所产生的大量数据对数据的分析和信息的提取提出新的挑战,如基因芯片数据的标准化,差异表达基因的鉴别,基因功能的分类,基因间的网络调控模式的分析等.
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用基因芯片寻找差异表达基因
基因芯片技术也称DNA微阵列技术,可以平行性、高通量地观察全基因组水平的基因表达模式,主要用于基因突变、表达等研究.
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DNA微陈列技术在肿瘤诊断中的应用
癌症在全球范围内已成为常见病多发病,严重地威胁着人类的生命健康.由于癌症发病因素的多样性和癌细胞的复杂性,癌症治疗仍是个复杂问题.肿瘤的早期诊断,肿瘤类型和细胞来源的准确鉴定在肿瘤治疗中具有重要意义.由于肿瘤是基因表达异常引起的恶性生长,分析基因表达模式将是肿瘤诊断和分级的直接的办法[1].DNA微阵列技术可用于定量细胞或组织中的成千上万RNA来分析基因表达,揭示用传统组织学途径无法得到的信息.因此DNA微阵列技术是肿瘤分子生物学研究中的一种非常有用的工具,它能帮助我们对肿瘤进行诊断和分级,从而指导临床治疗和估计预后.
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慢性房颤心房肌细胞成分结构的基因本体法分析
目的 应用基因本体法研究慢性房颤心房肌细胞成分分子病理异常.方法 选择接受二尖瓣置换术的二尖瓣狭窄为主的48例风湿性心脏病患者,其中慢性房颤24例(慢性房颤组)、窦性心律24例(窦性心律组).取两组右心耳心肌,采用Western blotting法检测钙调蛋白(CaM)表达,应用全基因组表达谱芯片检测技术,获取数据行主成分、系统聚类及细胞组件基因本体分析.结果 慢性房颤组、窦性心律组心房肌组织中CaM相对表达量分别为0.199±0.058、0.135±0.034,两组相比P<0.05.主成分分析显示,慢性房颤组和窦性心律组心房肌样本在二维空间上明确分布于不同的区域;系统聚类将所有样本聚为慢性房颤和窦性心律两类;DIVID系统在线分析显示,慢性房颤和窦性心律差异表达基因在细胞成分本体有肌原纤维、细胞外基质、胶原三聚体等37个注释条目异常;注释条目富集聚类显示,心房肌结构受房颤影响依次为细胞外成分、收缩纤维及细胞骨架等.结论 慢性房颤与窦性心律心房肌基因表达模式明显不同,慢性房颤心房肌细胞外结构、收缩纤维、细胞骨架、细胞膜、膜锚蛋白、内质网、线粒体、脂肪及脂蛋白颗粒等细胞成分在分子水平与窦性心律心房肌存在明显异常.
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DNA芯片-技术
按人类基因组计划在2003年以前破译出全部人类遗传信息,为了如此大量序列信息在医学上有可能应用,以及整理出尚未明确功能的基因,要求迅速而且可靠的分析个体基因组序列和细胞以及组织特异性基因表达模式的方法.从这一点看来,DNA芯片(chip)技术与DNA序列分析和聚合酶链反应相比较是一个进展,这进展使生物医学研究发生了根本性改变.
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用主成分分析探索基因表达模式
以时间点(阵列)为变量,对酵母时间表达序列进行主成分分析,提取出三个主成分:第一主成分代表整个酵母细胞周期中平稳的基因表达状态,第二主成分代表酵母细胞周期中late G1期和M期差异的基因表达状态,第三主成分表示的是early G1期和S/G2期差异的基因表达状态.由第二、和第三主成分揭示出基因表达谱中四个周期性基因表达模式:分别对应late G1期、M期、early G1期和S/G2期,而且发现了一批表达水平呈周期性变化的基因,为进一步研究基因周期性表达和基因调控网络提供有价值的指导.
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不同成骨诱导作用下骨髓间充质干细胞的基因表达模式
目的 研究骨髓间充质干细胞不同成骨分化模式的分子调控机制,为将其作为骨组织缺损基因治疗的载体细胞奠定理论基础.方法 用密度梯度离心结合贴壁培养法分离纯化小鼠骨髓间充质干细胞(MSCs), 传代扩增后分别用矿化培养基(100 nmol/L地塞米松、10 mmol/L β-甘油磷酸钠和50 mg/mL抗坏血酸)与重组人骨形成蛋白-2(rhBMP-2,500 ng/mL)进行诱导,分别于诱导后1、2 周行茜素红染色鉴定钙结节形成情况;诱导后1、2和3 d时用RT-PCR检测Runx2、Osx、OCN和ColⅠ的基因表达情况.结果 矿化诱导组和rhBMP-2诱导组,茜素红染色均呈阳性钙结节,但矿化诱导组细胞于1周后形成矿化结节,时间早于rhBMP-2诱导组(2周后形成矿化结节);RT-PCR显示,在矿化诱导组,Runx2在诱导的1、2、3 d均没有表达,Osx在诱导后2、3 d有表达,OCN和ColⅠ在诱导的1、2、3 d均有表达;在rhBMP-2诱导组,Runx2和Osx于诱导的第2 d开始表达,OCN和ColⅠ在诱导的1、2、3 d均表达.结论 与rhBMP-2相比,矿化培养基通过更为直接的信号传导方式调控着骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化,因此矿化培养基诱导骨髓间充质干细胞形成矿化结节的能力强于rhBMP-2.