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壬基酚致雄性仔鼠脑组织差异基因的表达
目的 应用基因芯片技术,检测壬基酚暴露对仔鼠脑组织差异基因的表达,筛选部分与神经毒性相关的差异表达基因及通路进行进一步机制研究.方法 建立孕期和哺乳期暴露壬基酚的仔鼠模型,提取暴露组和对照组出生21 d仔鼠脑组织mRNA,采用Roche Nimblegen公司生产的12 × 135位点的包含大鼠26 419个基因的表达谱基因芯片,检测脑基因的表达,扫描仪进行扫描及数据处理.结果 暴露组与对照组共有1 254个差异表达基因,其中619个基因上调,635个基因下调.部分与神经系统功能相关差异表达基因为:①神经营养相关的基因:甘丙肽基因下调,神经生长因子基因下调;②细胞凋亡的相关基因:凋亡蛋白酶活化因子-1基因上调,凋亡抑制基因-1基因下调,半胱氨酸蛋白酶7基因上调;③信号传递及离子通道相关基因的表达:谷氨酸盐受体基因下调,钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ基因下调.结论 壬基酚能导致仔鼠海马神经元信号传导、免疫应答、细胞凋亡、炎症反应因子、神经胶质细胞发育等相关基因的差异表达,以上改变有可能干扰神经系统的发育和功能.
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冠心病相关基因的生物信息学分析
目的:采用生物信息学的方法来分析冠心病相关的基因,通路,转录因子和miRNA.方法:从公共基因芯片数据库GEO下载冠心病基因表达谱数据,筛选出差异表达基因(DEGs),并对差异基因进行GO、KEGG以及PPI网络分析.后利用Webgestalt预测CHD相关的miRNA以及转录因子,并构建miRNA-TF-gene调控网络.结果:共筛选出1449个DEGs.GO功能分析发现DEGs主要参与炎症反应、细胞-细胞信号传导、神经肽信号通路等生物学过程.KEGG通路富集分析发现DEGs参与神经活性配体-受体相互作用、蛋白质的消化和吸收、维生素的消化吸收等通路.并且筛选出20个与冠心病发病相关的基因,特别是发现了少有文献报道的POMC、MYOD1等基因.后我们还预测了与CHD相关的7个转录因子和3个miRNA.结论:通过生物信息学对基因芯片数据的分析,我们得到了冠心病相关的基因、通路、miRNA以及转录因子,为冠心病的精准治疗提供了新思路.
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三氧化二砷对小鼠小脑氧化还原相关酶基因表达谱的影响
目的 应用基因芯片技术观察三氧化二砷(As2O3)对小鼠小脑组织氧化还原相关酶基因表达谱的影响.方法 昆明种小鼠30只随机分为3组,即生理盐水对照组、低剂量组(1 mg/L As2O3染毒组)和高剂量组(4 mg/L As2O3)染毒组),连续染毒60 d,断头法处死小鼠,利用基因芯片技术检测基因表达谱的变化.结果 基因芯片筛选结果显示,与对照组比较,染砷组中差异表达2倍及以上的基因有18条,其中表达上调的基因有12条,表达下调的基因有6条.高剂量组与低剂量组及对照组比较,表达上调的基因有Ndufa4、Ndufa6、Gpx3、Adil、Rrm2b,表达下调的基因有Spr、Hsd17b11、Ogfod1、Ndufab1.与对照组比较,染砷组中Cyp51、Phgdh、Dhrs4、Prdx4、Aldh1a、1810063805Rik、Glrx表达上调,Prdx2、1110020P15 Rik表达下调.结论 As2O3对小鼠小脑的氧化还原相关酶基因表达谱具有明显的影响,提示这些小脑氧化还原相关酶基因很可能是砷的神经毒作用的靶点.
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晕船适应大鼠下丘脑差减cDNA文库的构建
目的分离晕船适应大鼠下丘脑差异表达基因片段,以探讨晕船适应机理.方法采用抑制消减杂交方法将经过模拟晕船刺激获得晕船适应大鼠与正常大鼠的下丘脑组织进行正、反向杂交,构建晕船适应大鼠下丘脑差减cDNA文库,应用dot blot进行阳性克隆的鉴定.结果根据dot blot杂交结果送交测序,获得下丘脑差异表达基因片段23条,上调10条,5条为未知功能基因的部分序列,下调13条,含6条未知功能基因的部分序列.结论分析部分含有相关EST的已知功能基因,提示SAM、包括加压素在内的神经内分泌系统、血红素加氧酶等系统在晕船及适应发生的过程中有着重要作用.
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基于组合策略的慢性阻塞性肺疾病的差异表达基因的筛选
目的：应用组合策略筛选慢性阻塞性肺疾病（COPD）的差异表达基因。方法采用芯片显著性分析算法（SAM）从GEO数据库中提取COPD差异表达基因，并通过5种基因排序算法对基因进行筛选，并对筛选后的COPD相关基因进行随机扰动分析和GO功能富集分析。结果发现GON4L和P4HB是重要的COPD相关基因。结论组合策略提高了COPD易感基因识别的准确率。
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男性生殖相关基因功能研究策略
男性不育是较为常见的病症,约4%的男性受到不育的困扰.男性原发性不育与男性生殖相关基因的缺陷有密切关系.近年来,国内外发表了大量文献展示了新发现的与男性生殖相关的基因.刘美玲等[1]在采用抑制性消减杂交技术(SSH)筛选大鼠精原细胞与精母细胞差异表达基因过程中,发现了大鼠睾丸特异表达基因LM23基因.沙家豪所在的重点实验室运用人胚胎和成人睾丸cDNA探针与人睾丸dDNA微阵列杂交,通过差异杂交的克隆进行序列测定和分析,筛选
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使用DNA微阵列分析研究系统性血管炎潜在的基因靶点
本研究旨在确定系统性血管炎中关键基因,从而获得新的潜在的基因靶向位点来治疗系统性血管炎.从Gene Expression Omnibus数据库中下载了GSE16945的双色cDNA微阵列数据,由来自13名系统性血管炎患者和16名健康对照组成员的外周单核细胞标本组成.通过BRB ArrayTools,在系统性血管炎中筛选差异表达基因(DEG),随后使用clusterProfiler包构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络以及选择显著功能相互作用(FI)模块.此外,预测了确定的DEG之间的转录因子(TF),并构建了转录调控网络.鉴定了总共173个上调基因和93个下调的基因,主要与免疫应答途径相关.FBJ小鼠骨肉瘤病毒基因同源物(FOS),泛素B(UBB),信号转导和转录激活因子1(STAT1)和MXdynamin样GTPase 1(MX1)在PPI网络中被鉴定为中枢蛋白.此外,UBB、FOS和STAT1分别是三个确定的FI模块中的中枢蛋白.在DEGs中总共预测了9个转录因子.在预测为转录因子的DEG中,鉴定了相互作用的STAT1,v-maf禽类肌肉痉挛性纤维肉瘤癌基因同源物B (MAFB)和酪氨酸3-单加氧酶、色氨酸5-单加氧酶活化蛋白Z(YWHAZ),这些转录因子作为靶点进一步调节其他DEGs.包括FOS、UBB、MX1、STAT1、MAFB和YWHAZ在内的各种基因可能是用于治疗系统性血管炎的潜在靶标.
关键词： 差异表达基因 蛋白质-蛋白质相互作用网络 功能相互作用 系统性血管炎 -
心经经脉与心脏相关的差异表达基因的研究
目的:从基因差异表达方面探讨心经与心脏相关的特异性基础.方法:复制大鼠急性心肌缺血模型,分别电针心经"神门"至"通里"段、小肠经"养老"至"支正"段、肺经"太渊"至"列缺"段.刺激电压5V,频率2 Hz,波宽300 μs,正负向交替方波,每次电刺激20 min,1次/d,共3次.取缺血心肌组织,采用大鼠全基因U 230序列芯片进行芯片检测,大规模筛选差异表达基因.结果:与模型组比较,差异表达2倍以上的基因,电针心经组有20个上调70个下调;电针小肠经组有18个上调26个下调;电针肺经组有14个上调20个下调,且3组之间鲜有相同的基因表达.结论:经脉脏腑相关具有确实的分子基础,电针心经、小肠经、肺经具有相对特异性作用途径.
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心经经脉与下丘脑相关的差异表达基因的研究
目的:从差异表达基因方面探讨心经经脉与下丘脑相关的特异性分子基础.方法:采用结扎冠状动脉前降支法复制急性心肌缺血大鼠模型28只,随机分为正常对照组、模型组、电针肺经组和电针心经组,分别电针心经"神门"至"通里"段、肺经"太渊"至"列缺"段.刺激电压5 V,频率2 Hz,波宽300μs,电流强度1.1 mA,正负向交替方波,每次电刺激20 min,1次/d,共3次.取下丘脑组织,采用大鼠全基因U 230序列芯片进行基因检测,大规模筛选差异表达基因.结果:与模型组比较,差异表达2倍以上的基因,电针心经组有190个上调、34个下调,电针肺经组有57个上调、26个下调.与肺经组比较,电针心经经脉引起了下丘脑中147个上调2倍以上的差异表达基因,28个为下调2倍以上的差异表达基因.结论:电针心经与电针肺经比较,其在下丘脑中枢调节过程中具有相对特异性作用途径.
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应用cDNA-SRAP研究大黄不同功效组分型特异表达基因
目的:探讨生态环境和遗传背景相同条件下3种不同化学变异类型大黄在基因表达水平上的差异,揭示大黄种内变异的分子机制.方法:采用cDNA-SRAP生物信息学方法,对不同化学变异类型大黄地下组织特异表达的基因进行分析和功能预测.结果:共获得5条差异表达基因片段和4条表达量有明显差异的公共条带,其中4条功能已知,分别与植物生长发育及光信号转导、植物抗病性及水分运输相关,5条功能未知.结论:克隆了不同化学变异类型大黄特异表达的基因,为筛选优良变异类型、品种选育、功能基因组的研究提供参考.
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老龄肾阳虚证体质差异表达基因筛选及半定量RT-PCR验证研究
目的:筛选并验证与老龄肾阳虚证体质相关的差异表达基因.方法:采用SAM 3.1软件分析前期所获老龄肾阳虚差异基因表达谱,从差异表达基因谱中筛选出8个基因,并从差异表达基因功能、分子功能分类、分子通路等层面分析探讨老龄肾阳盛衰基因调控模式,通过调节Delta值,使得假阳性率为0,获得3个基因,选取10例肾阳虚证患者和10名正常对照者,采用半定量RT-PCR检测其血液中这3个基因的表达情况,验证与老龄肾阳虚证相关的这3条差异表达基因.结果:这3个基因在10例老龄肾阳虚证患者和10名正常对照者间的表达水平存在明显差异.结论:老龄肾阳虚证体质的相关基因涉及到衰老、肿瘤发生、生殖系统疾病等,集中体现了肾阳虚衰对本脏功能维持作用的减弱及脑肾关系.
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隔药灸治疗大鼠溃疡性结肠炎差异表达基因研究
目的:探讨隔药灸治疗溃疡性结肠炎的作用机理.方法:将溃疡性结肠炎大鼠随机分为模型组和隔药灸组,并设正常对照组.隔药灸组选取"天枢",隔药灸治疗大鼠溃疡性结肠炎.应用BiostarR-40s基因芯片进行结肠组织差异表达基因检测,并应用实时荧光定量PCR方法对差异表达基因白细胞介素-1βmRNA(IL-1βmRNA)进行鉴定.结果:筛选出在溃疡性结肠炎大鼠结肠中异常表达、隔药灸治疗后得到调节的差异表达基因174条,其中28条(含已知基因7条)在溃疡性结肠炎大鼠中表达下调的基因经隔药灸治疗后表达升高,146条(已知基因42条)上调基因经隔药灸治疗后表达降低.结论:大鼠溃疡性结肠炎的发生涉及多种基因表达异常,隔药灸可通过调节IL-1β等诸多基因的表达,起到治疗作用.
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应用cDNA-AFLP研究甘草不同变异类型特异表达的基因
目的:探讨生态环境和遗传背景相同条件下8种不同变异类型甘草在基因表达水平上的差异,旨在揭示甘草种内变异的分子机制.方法:采用cDNA-AFLP、生物信息学等方法,对不同变异类型甘草在生长旺盛期根部组织特异表达的基因进行分析和功能预测;采用反相Northern杂交对特异表达的基因进行验证.结果:共获得14条差异表达基因片段,有6个基因序列编码的蛋白功能未知,其余的基因片段编码的蛋白参与了植物的抗菌,调节生物体内代谢,增加植物的抗热(高温)性,提高植物体固氮能力等生物过程.结论:首次克隆了不同变异类型甘草特异表达的基因,为筛选优良变异类型、品种选育、功能基因组的研究奠定基础.
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慢性乙型肝炎肝郁脾虚证和脾胃湿热证患者的差异表达基因研究初探
目的 探讨慢性乙型肝炎(慢乙肝)肝郁脾虚证与脾胃湿热证患者的差异表达基因.方法 采集正常健康者(26名)及肝郁脾虚证(35例)、脾胃湿热证(34例)患者空腹肘静脉血,按Trizol法提取总RNA.采用Aglient表达谱芯片进行基因芯片检测,利用随机方差模型筛选差异基因,通过GO、Pathway、Genbank、NCBI、Geneontology等数据库对差异基因进行分析.结果 两证型间获得差异基因125个(其中66个为上调基因,59个为下调基因),主要表现的功能为跨膜运输、硒反应离子、钙离子依赖的胞吐作用等.参与的通路中较为重要的包括影响细胞黏附分子、钙离子信号通路、白细胞穿上皮迁移等.通过动态网络构建,寻找出共表达能力差异显著的9个基因(即LOC340508、HIST2H2BE、MPL、FLJ22536、TUBA8、NT5M、EGFL7、PTPRF、TSPAN33),其主要涉及免疫反应、细胞生长、DNA损伤、信号转导、炎症反应等生命过程.结论 慢乙肝肝郁脾虚证和脾胃湿热证两个证型间存在差异表达基因,提示中医证候分类学具有基因表达谱依据,基因组学研究方法有望为中医辨证提供客观依据.
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用基因芯片筛选针刺衰老大鼠涌泉穴的318个差异基因初报
目的:应用基因芯片研究针刺涌泉穴对D-半乳糖所致衰老大鼠基因表达的影响.方法:将成年健康大鼠随机分为模型组与针刺组,两组每日皮下注射10%D-半乳糖0.5ml造模,造模的同时针刺组予以针刺涌泉穴,7周后处死,并摘取肝脏提取mRNA,作逆转录为cDNA以备检测.随机选用2305条大鼠cDNA制备成表达谱芯片,用Cy3和Cy5两种荧光物质分别标记两组大鼠肝组织的cDNA,制备成探针与表达谱芯片进行杂交,通过计算机扫描后进行数据分析,初步筛选出了差异表达基因318条,其中表达上调的有137条,表达下调的有181条,并对其中差异为显著的55条作了初步分析.结果:针刺涌泉穴对衰老大鼠的基因表达的影响涉及免疫、生长发育、基础代谢和细胞骨架运动等多个方面,这从基因水平证明了针刺治疗是一整体调节作用.结论:应用基因芯片技术能够同时半定量的研究数千条基因的表达状态,可以从微观基因水平研究针刺的整体机理,并判定其分子疗效,进而提高中医的科研水平.
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肌层浸润性膀胱癌亚型的生物信息学分析
目的 通过生物信息学分析研究两种膀胱癌亚型(基底样膀胱癌和管腔型膀胱癌)之间不同的分子调控机制和分子特性,为更准确地区分膀胱癌亚型和探索潜在的治疗靶点提供帮助.方法 利用稳健的多芯片平均算法将由22个基底样膀胱癌和132管腔型膀胱癌样本组成的数据集进行标准化,并选择其中前1000个具有高标准差的基因进行两种亚型的差异表达基因分析.将得到的差异表达基因进行GO功能注释和KEGG通路富集分析.此外,选择前100个差异表达基因构建蛋白质互作网络.结果 得到基底样和管腔型膀胱癌差异表达基因共742,其中基底样亚型上调的基因405个,下调的基因337个.GO富集分析显示差异表达基因显著富集在细胞外区基质、趋化性、炎症等功能上,KEGG通路富集显示差异表达基因显著富集在细胞外基质受体相互作用的通路上.构建的蛋白质互作网络显示重要的hub蛋白质为LNX1、MSN和PPARG.结论 本研究得到的基底样和管腔型膀胱癌亚型分子机制的区别主要体现在细胞外区域的分子作用机制、细胞趋化性和炎症反应等,基因LNX1、MSN和PPARG为区别两种膀胱癌亚型的特征基因.
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基于小波变换-SAM方法的差异表达基因筛选研究
目的 基于微阵列表达数据,探索差异表达基因筛选的新的有效方法.方法 采用基于小波变换-SAM方法,通过调节△值,计算对应的假阳性率(FPR),从而筛选差异表达基因.结果 相对于小波变换前,基于小波变换-SAM方法 获得更好的筛选效果.结论 本方法适用于微阵列表达数据.获得更好的差异表达基因筛选效果,并且比传统的方法更具灵活性.
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EGFR敏感突变肺腺癌患者纵膈淋巴结转移相关基因的检测与分析
目的 本研究采用转录组测序和生物信息学分析等方法,以期筛选出肺腺癌淋巴结转移相关基因.方法 分别检测伴和不伴纵膈淋巴结转移的EGFR敏感突变肺腺癌临床标本转录组表达谱,筛选出差异表达基因(DEGs);对这些DEGs进行相关生物信息分析,探索这些基因在淋巴结转移进程中可能发挥的作用.q-PCR法验证高表达基因在PC9细胞株(EGFR敏感突变细胞株)中的表达情况.结果 共检测了10例肺腺癌标本的转录组表达谱,通过差异基因表达分析筛选出169个DEGs,其中,68个在肺腺癌样本中表达上调、101个基因表达下调.q-PCR结果显示:高表达基因在PCO细胞中,ZNF572、BRPF3、MMACHC等7个基因的表达量为中丰度,SMOC1、A1BG、BARX1等9个基因为低丰度,其余均为高丰度.结论 TFF3及DUSP6等多个差异表达基因可能涉及肺腺癌纵膈淋巴结转移进程.
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睡眠剥夺相关基因的筛选与生物信息学分析
目的 从分子水平揭示睡眠剥夺对小鼠大脑海马体的影响,为睡眠剥夺相关疾病的基础研究和临床治疗提供新思路.方法 从基因表达综合数据库(GEO)中下载睡眠剥夺相关基因芯片数据集,利用Qlucore OmicsExplorer(QOE) 3.0软件、String、Panther等工具对睡眠剥夺差异基因进行生物信息学分析.结果 在101个差异表达基因所编码的蛋白中,有45个存在蛋白与蛋白的相互作用关系;其中涉及主要的生物学通路包括促性腺激素-释放激素受体通路、肾上腺素和去肾上腺素生物合成通路、细胞凋亡信号通路、亨廷顿舞蹈病通路和帕金森病通路等;主要涉及的生物学过程包括代谢过程、生物调节过程、发育过程、细胞定位过程、免疫系统过程和细胞凋亡过程等.结论 通过生物信息学分析睡眠剥夺相关芯片数据,提示睡眠剥夺能够影响大脑海马体的基因表达,对相关基因的分析可为下一步实验提供有价值的线索.
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皮质脊髓束损伤后胶质细胞激活相关microRNA的筛选与验证
目的 检测皮质脊髓束损伤头侧和尾侧microRNA及其靶基因mRNA的表达变化,探讨microRNA在皮质脊髓束损伤修复过程中的生物学作用.方法 在左侧延髓锥体切断大鼠锥体束(30只),建立单侧大鼠皮质脊髓束损伤模型,采用BBB评分进行行为学评价;实验以左侧大鼠皮质脊髓束损伤模型作为研究对象,利用生物信息学方法筛选差异表达的microRNA预测靶基因与mRNA的差异筛选取交集,进行microRNA和mRNA共表达分析;Real-time PCR检测12只大鼠miR-342-5p、Irf8的表达水平;Western blotting检测6只大鼠Irf8、1ba1蛋白的表达变化.结果 皮质脊髓束损伤后观察到右后肢运动不协调,BBB评分表明运动功能受限,但是6只大鼠没有完全瘫痪,损伤后2h,1、3、5和7 d BBB评分与对照组相比差异有统计学意义(P＜0.05),提示模型制备成功.头侧和尾侧5d与2h相比,聚集于与修复再生相关的生物学过程.Real-time PCR结果显示,尾侧5d与2h相比,miR-342-5p表达差异有显著性(P＜0.01),并且与Irf8呈现反向调节关系,而在头侧miR-342-5p表达差异无统计学意义(P＞0.05).Real-time PCR数据分析显示,Irf8与芯片结果一致,与对照组相比差异有统计学意义(P＜0.01).Western blotting结果显示,5d和2h相比尾侧Irf8的表达显著增加,Iba1的表达明显增高,差异有统计学意义(P＜0.01).结论 皮质脊髓束损伤后损伤头侧和尾侧均有显著性上调或下调的差异表达基因,在损伤尾侧miR-342-5p和Irf8呈反向调节,提示miR-342-5p与胶质细胞激活从而促进脊髓损伤修复再生密切相关.
