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基因芯片及其在中医药研究中的应用思考
随着人类基因组计划应运而生的生物芯片技术,正激起了生命科学研究者的广泛兴趣.生物芯片包括基因芯片(gene chip)、蛋白质芯片(protein chip)、组织芯片(tissue chip)三种.目前完善的是基因芯片,又称基因微阵列(gene microarray)、DNA芯片(DNA chip)或cDNA微矩阵(cDNA Microarray).基因芯片以其高通量、简便、缩微、多参数、集约化、平行化等优点,正成为目前基因表达分析的有力的工具.中医药学如何面对新技术,抓住机遇,促进发展,值得深思.笔者认为基因芯片的应用将为中医药现代化提供良好契机.
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非心肌特异肌小节相关基因在肥厚型心肌病患者中的表达研究
目的：肥厚型心肌病是一种由编码肌小节蛋白的基因突变所引起的单基因遗传病，但基因突变如何导致心肌病变的调控机制尚不明确。本次研究首先通过微矩阵检测了肥厚型心肌病患者和正常人心肌组织表达谱，发现疾病组织中差异表达基因，然后用实时荧光定量PCR确认基因表达差异，探讨肥厚型心肌病的分子调控机制。
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非心肌特异肌小节相关基因在肥厚型心肌病患者中的表达研究
目的：肥厚型心肌病是一种由编码肌小节蛋白的基因突变所引起的单基因遗传病，但基因突变如何导致心肌病变的调控机制尚不明确。本次研究通过微矩阵检测了肥厚型心肌病患者和正常人心肌组织表达谱，为明确疾病组织中差异表达基因，探讨肥厚型心肌病的分子调控机制。
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利用抑制消减杂交技术(SSH)研究与Ty21a免疫相关的基因
目的:利用抑制消减杂交技术(SSH)筛选与Ty21a免疫相关的新基因.方法:以Ty21a免疫小鼠的肠细胞为tester,以正常小鼠的肠细胞为driver,提取mRNA,反转录构建cDNA文库,利用SSH技术筛选Ty21a免疫相关的新基因.结果:通过SSH技术和cDNA徽矩阵技术,发现了7条与GenBank中已公布的表达序列标签(expressedsequence tag,EST)片段没有明显同源性,可能为Ty2Ia免疫相关的新基因.其中3条正在用RACE-PCR法进行获得全长cDNA的工作.结论:SSH技术是一种高效的差异基因筛选方法,基因表达谱芯片技术是高通量进行基因表达模式研究的方法,Ty21a可诱导多种免疫相关新基因的表达.
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干扰素抗病毒蛋白MxA和2',5'-OAS在肝胚瘤细胞株中的差异表达
目的 了解α干扰素(interferon-α,IFN-α)诱导的抗病毒蛋白MxA和2',5'-寡腺苷酸合成酶(2',5'-OAS)在人肝胚瘤细胞株HepG2 和HBV稳定转染的HepG2.2.15细胞中的表达情况. 方法将培养的HepG2和HepG2.2.15细胞用IFN-α刺激6 h,分离细胞总RNA,经逆转录、32P标记后与尼龙膜上的探针微矩阵(macroarray法)进行分子杂交;并以此来分析HepG2和HepG2.2.15细胞IFN抗病毒基因表达谱.用免疫印迹分析IFN抗病毒蛋白;如,MxA、2',5'-OAS等在肝胚瘤细胞中的表达.结果 分析发现在HepG2和HepG2.2.15细胞仅有部分IFN诱导基因表达,多数IFN诱导基因呈低表达或不表达.比较HepG2和HepG2.2.15 细胞,发现两者表达IFN诱导基因有差异,即对IFN应答有差异.研究中发现,MxA蛋白在HepG2.2.15细胞中不表达,而在HepG2细胞中却能正常表达.另一种重要的IFN抗病毒蛋白2',5'-OAS,在HepG2.2.15和HepG2细胞中均能表达;在拉米夫啶处理下,HepG2.2.15细胞甚至比HepG2细胞能更好地表达. 结论 IFN抗病毒蛋白MxA和2',5'-OAS在人肝胚瘤细胞株HepG2和HBV稳定转染的HepG2.2.15细胞中表现出差异的表达模式;HBV及其抗原成分影响人肝胚瘤细胞株的IFN抗病毒基因表达.
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基因芯片对PMA激活的血管内皮细胞早期反应基因的研究
目的:用基因芯片研究 PMA激活的血管内皮细胞的早期反应基因(immediate early response gene, ERG). 方法:以包含4 096条人类基因的DNA芯片检测血管内皮细胞受代谢增强剂P MA (phorbol myristate acetate)激活后早期的基因表达谱,并从中筛查出ERG.结果:血管内皮细胞受PMA作用6 h后, 17条基因上调,11条下调.数据处理聚类分析表明17条上调基因中多数(13/17)属蛋白质磷酸酶和转录调控因子基因,而下调基因中多数(9/11)为细胞分裂相关基因.结论:证明PMA激活的人血管内皮细胞早期反应基因主要是转录调控因子和蛋白质磷酸酶基因.
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cDNA微矩阵筛选卵巢癌相关基因的研究
背景与目的:导致卵巢癌发生、发展的分子机制目前还不完全清楚,有研究者认为癌发生可能是许多基因表达水平的改变导致细胞内出现一系列分子变化的结果.本研究的目的是应用cDNA微矩阵方法对正常人卵巢组织及卵巢癌组织基因表达的差异性进行比较研究,筛选卵巢癌的相关基因.方法:将512个人癌基因和抑癌基因的cDNA用点样仪点在特制玻片上,制成表达谱芯片;分别提取人正常卵巢组织及卵巢癌组织的mRNA,通过逆转录PCR方法,将Cy3和Cy5两种荧光分别标记到两种组织的cDNA,制备成cDNA探针,并与表达谱芯片进行杂交及扫描,通过计算机应用ImaGene3.0软件分析和处理数据.结果:对正常卵巢组织和卵巢癌组织的癌基因和抑癌基因表达谱分析,在3例或3例以上组织有共表达差异性的基因有38个,其中在卵巢癌组织中下调的基因有23个,上调的基因有15个.结论:应用cDNA微矩阵技术研究卵巢癌的基因表达谱,初步筛选出了肿瘤相关基因.
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抗体微矩阵玻片经硅酸钠处理后对红细胞血型抗体吸附能力的研究
目的探讨经硅酸钠修饰后用作抗体微矩阵载体的玻璃基片对血型抗体的吸附能力. 方法用硅酸钠溶液在玻片上形成一层膜,再酸化以形成硅酸,然后用红细胞血型抗体包被后,以可与其发生特异性抗原抗体免疫反应的对应红细胞作反应指示剂,检测经硅酸钠处理后的玻片对血型抗体的吸附能力,以及血型抗体的免疫活性.结果红细胞血型抗体可以牢固的结合在硅酸钠处理过的玻片上,并且可以与其对应的红细胞抗原发生免疫学反应. 结论经硅酸钠处理的玻片对血型抗体有很高的结合效力,同时抗体仍保持很高的免疫活性,因而可充当蛋白质抗体微矩阵基片.
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基因芯片在肺癌中的应用
肺癌为常见的恶性肿瘤之一,全世界每年大约有100万人死于肺癌,占肿瘤死亡率的1/6,居各种肿瘤之首[1].肺癌患者预后差,早期诊断和治疗尤其重要.基因芯片亦称DNA微矩阵(DNA microarray),系固着在固相载体上的高密度DNA微矩阵,为近几年发展起来的一项前沿生物技术.该技术可以快速大通量研究基因表达,使得在基因水平上对肺癌的发病机理、临床类型、诊断、治疗及预后等的研究成为可能.现将国内外近年来该技术在肺癌中的应用作一概述.
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基于斑点免疫金渗滤法的蛋白微矩阵
目的:开发一种低成本、简单易用的基于免疫金渗滤法的蛋白微矩阵用于平行检测分析血清中多种靶分子.方法:用点样仪将人IgG和多种抗原点到硝酸素纤维膜上,经小牛血清白蛋白封闭后垫以高分子吸水材料,随后滴加血清样本,免疫金显色,CCD阅读仪分析相对灰度值,并与ELISA法的检测结果进行对比. 结果:微矩阵的IgG检测范围在1～50 ng之间;按照400份阴性血清相对灰度值的均数加上3倍标准差制定临界值.在186份随机血清试验中,与ELISA试剂盒比较,检测结果无显著性差异,总体灵敏度和特异度均大于90%.结论:蛋白微矩阵与ELISA方法相比,检测效果相当,且具有操作步骤简单,易于使用,检测成本低,耗时少的优点,适合于在临床检验上的应用.
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DNA芯片与法医生物物证检验
DNA芯片是把许许多多已知的某种或某类 DNA片段 ( 作为分子探针 ) 以阵列形式有序地点加在某种基质或载体上 , 形成分子探针的集群或矩阵 , 其中每个探针的位置是固定可寻的 , 犹如计算机的芯片一样 . 将被检测物质与芯片进行杂交 , 若其中含有与芯片中阵列 DNA序列相配对的 DNA片段时 , 通过检测手段把这些配对物检测出来 , 分析计算配对物的相对比率 , 就可以对被检物质做出检验或鉴定结论 . DNA芯片又称为 DNA微矩阵 (DNA microarray[1])或基因芯片 (Gene chips), 但作者认为不宜把 DNA芯片与基因芯片等同起来 , 因为基因芯片应是针对可表达的 DNA片段即外显子的 , 而 DNA芯片则是包括了可表达与不能表达的 DNA片段的全部 , 后面要提到的法医物证检验所用 DNA芯片使用的就是不能表达的 DNA片段即内含子 .
