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高通量技术在病毒学研究中的应用
病毒可以引起许多种不同的疾病,如常见的感冒,以及病毒性脑炎、肺炎、肝炎、肾炎、麻疹、脊髓灰质炎、狂犬病、艾滋病等疾病,也是老年性痴呆以及许多癌症(如宫颈癌等)的重要致病因子.近年更有SARS冠状病毒、H1N1、H7N9流感病毒等严重威胁公众健康的新型病毒出现[1].病毒学是研究病毒的学科,包括研究病毒的基本结构、致病机理等基础理论,也研究病毒的诊断、预防和治疗方法.
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空气颗粒物致心肺损害的基础研究
中国工业化和城镇化的不协调发展对生态环境造成了巨大压力,并威胁着国民的健康.据报道,我国每年因室外空气污染所致的过早死亡人数约35~50万例[1],而颗粒物是我国城市大气首要污染物,其污染水平已远超全球平均水平.据WHO估计,全球每年有240万人的过早死归因于室内外空气颗粒物的暴露,其中65%的过早死亡者分布在中国以及其他颗粒物污染较重的亚洲国家和地区[2].
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高通量技术与网络药理学在中药活性成分筛选中的应用
目的:解决中药活性成分筛选的技术瓶颈.方法:根据实验室前期研究结果和相关文献,分析了有关通量研究技术,总结了课题组在网络药理学的指导下利用通量技术筛选中药活性成分.结果:快速制备、高通量筛选、高通量生物芯片技术以及组合药靶网络对于中药活性成分筛选、毒性成分排除、药物分子机制研究均有重要价值,是中药现代化及网络药理学研究的关键技术.结论:高通量技术与网络药理学相结合可提高中药活性成分筛选的效率.
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DNA芯片与蛋白质质谱技术在生殖内分泌研究中的应用
今天的生命科学已经进入了以基因组学(genomics)、RNA组学(transcriptomics)及蛋白质组学(proteomics)为代表的组学(omics)时代.高通量技术的广泛使用是组学时代生命科学研究的一个显著特征.这一特征的出现,是科技进步的必然结果.首先,生命体是复杂度很高的巨系统,在任何一个层次上的生命活动,都是由众多参数所决定的,只有应用系统生物学的方法,才可能理解生命活动的规律,而只有高通量技术,才能为系统生物学研究提供所需的大量数据.其次,成熟的电子、自动化和计算机技术,使得多种高通量技术的出现成为现实.DNA芯片技术和蛋白质质谱技术就是在这样的条件下产生的.
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重视高通量技术在神经分子遗传学研究中的应用
随着2003年人类基因组计划绘制的第1张人类基因组完整图谱及2005年国际人类基因组单体型图计划的完成,遗传学研究方法的创新驶入快车道.尤其是近5年来,高通量技术( high-throughput technology)的发展与应用突飞猛进,采用全基因组关联研究(genome-wide association studies,GWAS)筛选复杂疾病的易患基因取得了空前成功.
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新一代高通量技术在龋病相关的口腔菌群宏基因组学研究中的应用
龋病是人类普遍的感染性疾病,针对龋病的病因学研究、风险评估乃至预防策略是目前研究的重点问题.本研究小组采用新一代高通量技术包括454 FLX Titanium 测序、Solexa GAⅡ测序及Geochip 3.0功能基因芯片,就唾液菌群中的细菌谱系和功能基因组成进行深入解析,阐释成人唾液微生物群落的生态特性,通过对龋活跃人群和健康人群的比较分析,发现两者在基因和群落结构上具有鉴别特征,从而探讨唾液菌群对于龋病易感活跃度的检测和早期防控的意义,为研究龋病的发生发展机制并展开相应的疾病预防和治疗策略提供新的思路.
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高通量技术在药剂学中的应用
近十多年来,随着组合化学和高通量筛选技术在药物发现过程中的应用日益深入和广泛,化学家们在短时间内即可合成和筛选出大量先导化合物.但是,这些化合物的性质却差强人意,因为在药物化学中通常会利用在化合物适当的位置上引入亲脂性基团的方法来改善化合物的体外活性,这就使得大量的候选药物更加趋向于高分子量、高脂溶性和低水溶性.Lipinski等[1]曾提出著名的"五原则",预测当化合物的相对分子质量大于500,logP大于5,氢键受体(N和O)数大于10或氢键供体(OH和NH)数大于5时很可能出现吸收问题.而在药物开发过程中,约有40%的候选药物是因为理化/生物药剂学性质差而被淘汰[2].一直以来,人们寄希望并且过分依赖于制剂学手段来解决这些与吸收有关的问题,改善生物利用度,但是由于缺乏对化合物理化/生物药剂学性质的了解和控制,根据性质合理设计剂型还远不能实现,面对大量的化合物或化合物库,传统的制剂学研究方法和手段根本无法解决这些问题.因此,在高通量药物发现和开发时代,制剂学的研究任务和方法也要相应的发生转变,必须对化合物的性质以及用于临床前动物试验的制剂进行高通量的筛选和发现.
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中药现代化研究的生物技术
中药在人类疾病的预防和治疗以及天然药物筛选中占有重要地位.随着科学技术的进步,生物技术在中药现代研究中展示出良好的应用前景.可用扩增片段长度多态性、限制性片段长度多态性、随机扩增多态性和微卫星DNA等生物技术进行中药材的甄别和品种选育,利用遗传转化、组织和细胞培养进行药材资源的保护和有效成分或部位的大规模发酵生产.蛋白质组、生物芯片等高通量技术可应用于中药作用的分子机制研究,从蛋白质图谱和基因表达的变化中寻找中药作用的靶点和途径.把机制研究成果应用于新药研发和中药的二次开发,将极大推动中药现代化的进程.
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高通量技术在胎儿非整倍体筛查中的应用
目的:探讨高通量技术在胎儿产前检查诊断胎儿染色体非整倍体中的临床应用价值.方法:随机选取2010年1月~ 2013年7月到青海红十字医院妇产科经行产前检查的早、中孕期单胎妊娠妇女3 680例,在签订知情同意书的情况下采集孕妇外周血血浆进行高通量DNA测序.同时所有标本均进行荧光原位杂交(FISH)技术检测和常规染色体核型分析,对3种检测结果进行比较分析.结果:对3 680例孕妇血浆cffDNA高通量检测结果共发现非整倍体胎儿16例,检出率为0.434%,其中包括2例45,XO,3例47,XXY,3例47,XYY,3例47,XXX,2例21-三体,2例18-三体,1例13-三体;高通量检测结果中有1例47,XYY、1例47,XXX与FISH检测结果及染色体核型分析结果存在差异,高通量产前检查与FISH检测结果及染色体核型分析结果的符合率为87.5%.3 680份样本中经FISH检测结果及染色体核型分析结果验证共有14例非整倍体胎儿,非整倍体胎儿发生率为0.380%.结论:无创性高通量产前非整倍体胎儿检查可有效的发现非整倍体胎儿,准确率较高,可广泛应用于临床产前非整倍体胎儿筛查.
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胶原性关节炎大鼠滑膜基因表达谱研究
cDNA微阵列(又称基因芯片)技术是一种基因表达水平检测的高通量技术,根据遗传学中心法则,利用基因互补配对原理,在同一载体上同时进行多基因检测,能同时准确而且快速地获得成千上万个基因在mRNA水平的表达信息.类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一种以关节滑膜炎为主的自身免疫性疾病,致残率极高.滑膜类肿瘤样病变、软骨基质损害是其病理特点,认为是一种多因素参与,多基因改变协同作用的结果.为了获取更多基因表达信息,本研究采用含588个cDNA克隆的大鼠基因表达谱微阵列检测胶原性关节炎大鼠滑膜基因谱表达,并与正常大鼠进行比较.获取差异表达基因,为探讨类风湿关节炎病理机制提供线索.
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国内外组织标本库发展的现状及启示
随着基因组学和蛋白组学以及高通量技术的发展,医学生物研究进入了一个崭新的时代-以分子生物医学为主导的时代,基础和临床研究得到了极大的发展.
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实体肿瘤研究的难点及趋势
早在一百年前就有研究指出:实体肿瘤是由恶性上皮细胞和间(充)质细胞所组成的,正常情况下它们是不会流动的.众所周知,实体瘤的发病率远高于流体瘤,严重危害着人民群众的健康.数十年来,随着细胞遗传学和分子生物学的发展,高通量技术如肿瘤基因组水平的大范围测序、基于染色体组学、药物组学和蛋白组学相关技术的运用,国内外学者对实体瘤的特定肿瘤生物学及发病学进行了深入的探讨并取得了一定进展.本文就实体肿瘤的发生机制、转移、药物靶向治疗研究的有关难点及趋势作一综述.
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专家专题报告1:CGIS十年畅想,科幻与实践
CGIS的成立至今已经十年.回顾这几年的研究进展我们发现糖尿病发病的根本原因还是β细胞,而GWAS研究也证明,70%和糖尿病相关的基因与β细胞有关.因此我认为今后的十年胰岛β细胞又将回到糖尿病的基础和临床研究的核心.对胰岛β细胞的研究需要引入组学的概念:蛋白组学,转录组,代谢组学,二代测序等高通量技术找到更多的治疗靶点和生物标志物.与此同时亦将会更遵循转化医学的原则.
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基于高通量技术在检测产褥期妇女阴道微生态的应用
目的:采用高通量16S rDNA测序检测产褥期及正常妇女阴道微生态,以更好的了解妇女在产褥期的阴道微生态变化。方法采集产褥期妇女(产后6~8周)及健康育龄妇女的阴道分泌物各5例,采用高通量技术检测其阴道微生物的种类。结果阴道微生态菌种在产褥期和正常生育期差异显著,在正常妇女的阴道中,乳杆菌属占所有细菌含量的55%,而在产褥期妇女中,占22%。结论产褥期妇女乳杆菌属所占比例明显低于正常生育期妇女,二代高通量测序技术有助于更清楚的了解阴道微生态群落的组成,以进一步了解产褥期妇女阴道微生态状况,探讨产褥期微生态特征,可以为生殖道健康干预、临床保健工作提供循证依据。
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蛋白质组学在寻找肿瘤生物标记物中的技术与应用
蛋白质组学(proteomics)的主要任务是识别,鉴定细胞、组织或机体的全部蛋白质,并分析蛋白质的功能和结构.它集中体现了当代基因组学、计算机学、分析仪器学和生化等学科的新发展水平.蛋白质组学摒弃了传统上以小项目形式分割地研究蛋白质的弊端,采用立体的、全面的和快速的分析方法,以透视全体基因在特定细胞或组织的表达为基本目标.它的产生无论从研究策略上还是其负载的技术,对肿瘤的研究都是一场革命.
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高通量技术在肿瘤细胞信号转导中的应用进展
高通量技术已在基因转录、蛋白质表达等多水平应用于肿瘤细胞信号转导通路中进行了研究,这一应用弥补了传统的信号转导研究方法上的不足,可望在终阐明肿瘤发生和发展的分子机制中发挥关键作用.
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蛋白质组学研究在确定新的肿瘤标志物中的意义
随着蛋白质组学技术、高通量技术及生物信息学技术的发展,越来越多的肿瘤标志物被发现,并将逐步应用于临床,这些进展必将为肿瘤的早期检测和风险评价提供可靠的依据.现综述蛋白质组学研究策略在肿瘤标志物的筛选和鉴定中的应用.
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长链非编码RNA测序技术应用探讨
长链非编码RNA ( long non?coding RNA, LncRNA)是一类转录本长度超过200 nt的RNA分子,由RNA聚合酶Ⅱ( RNA polymeraseⅡ)加工合成,是基因组序列转录生成的产物。近年来,随着高通量技术的不断发展,越来越多的LncRNA逐渐被发现并成为研究热点。 LncRNA作为新兴分子标志物与肿瘤的发生、发展机制密切相关。目前运用于功能性LncRNA筛查的分子高通量新一代测序方法高效且节源,并广泛应用于基因检测。 RNA?seq、 RIP?seq及CLIP?Seq此3种高通量测序在LncRNA中的研究运用已经报道,文章旨在深入探讨技术特点以帮助发掘肿瘤分子标志物。
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新的分子技术对乳腺癌治疗的影响
在过去的十年中,高通量技术(HTT)以准确、快速和高效的特点对科学进程起着巨大的推动作用.其对肿瘤领域的影响不仅仅局限于定量检测,还可以高效地进行新药研发并发现与治疗预后相关的生物学指标.利用高通量技术还可以更好地理解生物异质性背后的分子基础,有效地指导个体化诊断和治疗.本文将综述HTTs技术在乳腺癌领域取得的成果和目前存在的问题.
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大数据:微生物组学及其他生物医学领域的机遇与挑战
随着高通量技术的发展,生物数据大爆发式地增长。如何有效地利用生物大数据成为现代生物学的机遇和挑战。大数据和传统数据相比,呈现出很多不同的特点,包括常被提到的3个v(volume, variety, velocity即数据量的巨大、数据类型的多样和数据采集和处理的快速)。本文针对生物医学研究,详细介绍了大数据的杂乱性、可重复利用性、开放性等几个特点。同时结合微生物组学在元分析方面的新进展,并用实例来阐述了我们在大数据采集方面应该有前瞻性的考虑,提出了在数据管理上如何保护隐私的挑战,探讨了对大数据进行分析的工具和方法。