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消化病学领域内基因芯片技术的应用(三)

(2010-03-18 12:31:53)
标签:

保健

基因芯片

幽门螺杆菌

基因表达谱芯片

健康

分类: 医学临床诊断与科研服务芯片

消化病学领域内基因芯片技术的应用(三)

三、胃
    基因芯片技术目前胃部疾病研究中的应用集中在:①对幽门螺杆菌H. pylori的基因表型及其影响宿主细胞基因表达水平的探讨;②胃黏膜病变组织的基因表达研究;③其他胃部疾病机理研究。
(一)幽门螺杆菌相关研究
    Schoolnik在综述中描述道:基因表达谱芯片和其他微型基因表达分析工具为病源微生物致宿主疾病机制研究提供了难以置信的方便和机遇。获得细菌在宿主体内不同微环境中生长时、在药物或其他因素影响下基因表达的不同改变和基因调控网络,对理解其致病机理相当重要。根据基因表达类型对病源微生物进行分类,可以更深入地了解自然菌群的分布,确定致病菌的致病及生物学特征以及对宿主的基因表达影响,对于相关疾病的预防和治疗也有重要意义。故认为基因芯片技术是研究病源微生物和宿主相关因素的良好方法。Maeda等用高密度cDNA基因芯片监测与H.pylori共同培养之人胃癌细胞株(MKN-45,AGS)基因表达谱的改变。CagA阳性H.pylori上调胃癌细胞株2 304条基因中的8条。其中6条基因(IL-8,I(κB)α,A20,ERF-1,角蛋白K7,谷胱甘肽过氧化物酶)经RT-PCR证实。等位基因cagE阴性突变[(δcagE)与致病岛(PAl)的其他基因共同编码Ⅳ型分泌系统]的H.pylori不能上调这些基因。显示基因芯片可以作为研究对宿主基因复杂影响的工具。
    Israel等应用H.pylori全基因组芯片分析从不同临床相关疾病分离的H.pylori基因组差异,寻找与致病作用有关的毒力基因。发现与十二指肠溃疡菌株G1.11菌株相比,B128菌株感染沙鼠后引起更严重的胃炎、溃疡和黏膜细胞增生凋亡紊乱;杂交还发现十二指肠溃疡菌株G1.11菌株具有大量PAI组分缺失。证明H.pylori致炎症作用是PAI依赖性的。Salama等用H.pylori全基因组基因芯片检测不同幽门螺杆菌菌株之间基因的改变,发现22%的基因对于一个或多个H.pylori菌株是非必需的,进而确定了H.pylori的1281条核心基因。核心基因编码大多数细菌代谢和细胞生命过程必需的蛋白。菌株特异性基因包括H.pylori特有的基因、限制性修饰基因、转座酶和编码细胞表面蛋白的基因,这些变化是细菌在长期感染宿主过程中获得的改变。通过基因芯片杂交方法,在菌株特异性基因中,发现了一批相对保守的与PAI有共同遗传性的候选毒力相关基因。这些初步的研究表明基因芯片技术在H.pylori基因分型、毒力相关基因以及对宿主基因表型的研究方面存在巨大的应用潜力和前景。Sepulveda等认为幽门螺杆菌阳性胃黏膜肠化和淋巴组织样淋巴瘤患者,根除幽门螺杆菌后部分肠化和淋巴组织淋巴瘤出现逆转,表明幽门螺杆菌与胃黏膜癌前病变可能有关,采用基因芯片技术全面筛查幽门螺杆菌所致宿主细胞基因表达的改变有助于理解幽门螺杆菌治病的分子生物学机制。上海市消化病研究所卫生部消化内科重点实验室萧树东教授负责的一项国家自然科学基金项目,试图研发可用于临床的幽门螺杆菌寡核苷酸芯片,研究正在进行之中。Bjorkholm等首先将自临床纯化的单克隆幽门螺杆菌依照其是否产生人细胞黏附素分成两种类型,将两类细菌分别接种到无菌饲养的小鼠,再以小鼠基因表达谱基因芯片分析两种处理条件下小鼠胃黏膜基因表达谱的改变。关于幽门螺杆菌混合感染的问题,Bjorkho1m等用幽门螺杆菌DNA芯片发现不同宿主感染的幽门螺杆菌基因型用较大的差异,而同一宿主感染的幽门螺杆菌基因组间的差异较小,对Cag致病岛(PAl)和cagA、recA和16S rRNA基因的序列分析证明在同一宿主中,幽门螺杆菌可以形成几个基因型较接近的亚型。
(二) 胃癌基因表达的研究
    应用基因芯片对胃癌组织或细胞基因变大的研究,目前的研究多出于3个主要的意图:①探讨位癌发病的分子学机制;②寻找胃癌诊断或判断其生物学性状或预后研究的基因靶标;③探讨胃癌组织或细胞对化疗等干预措施的反应性,为进行新药开发或治疗研究的基因靶标积累资料。
Yasui等在综述性文章中分析制出胃癌发生发展以及其生物学性状有关可能与多类基因改变,经过基因芯片的筛选和后续的实验,我们有望尽快获得较全面的信息和找到用于胃癌分子诊断的靶标。
Ji等采用基因表达谱芯片对比研究了胃癌细胞株、淋巴细胞和内皮细胞等细胞的基因表达谱差异,为后续的研究积累了宝贵的资料。上海第二医科大学分子生物学研究室采用每张包含4 096人类体细胞基因表达谱芯片比较了胃癌原发灶来源细胞株和转移灶来源的胃癌细胞株基因表达水平上的差异。结果138项有差异表达,再通过荧光PCR技术进一步研究,确定7项基因的表达差异与癌细胞转移的生物学特性有关。Yasul等建立了基于基因表达谱芯片为基础的胃癌分子诊断系统,对超过5 000例胃癌病变进行了基因表达语分析,参照基因表达差异特征对肿瘤的多样性进行分类。作者因此认为包括基因芯片技术在内的新兴分子生物学研究技术是实现胃癌分子诊断的较好研究途径。
    胃癌细胞中常见DNA拷贝的数目增加和17染色体短臂增大。Varis等采用含用的6项17染色体短臂特异性基因的cDNA芯片分析胃癌组织17染色体短臂基因是否有DNA拷贝的扩增和基因的高表达,结果发现8条基因(ERBB2、TOP2A、GRB2、AOC3、AP2B1、KRTl4、JUP和ITGA3)的copy数增加和2项17q12-q21区域的基因有表达序列后赘(ESTs)的表达。Mori等采用继光微切割技术获得不同分化程度的胃癌灶,在应用基因芯片技术分析其基因表达谱的差异。结果显示,转移胃癌组织中包括细胞周期调节和细胞生长因子等方面的基因表达较原发灶癌组织呈过高表达,而原癌基因和细胞黏附因子基因在原发癌灶组织中较正常组织相比有较高的表达。caspase 8和钙黏蛋白在原发癌灶中的表达受到抑制。基质金属蛋白酶家族中只有MMP7在原发胃癌癌灶中有差异的表达。
(三)其他疾病的研究
    上海市消化病研究所采用包含8 464项人体细胞基因的cDNA基因表达谱芯片对107例非萎缩性胃炎、117例萎缩性胃炎和12例分化型胃癌的癌灶组织、癌旁组织以及远离癌灶组织的胃霸膜基因表达谱进行分析。系片杂交资料用C1uster/Tree View进行聚类分析。结果所有分析的样本的基因表达类型被归属3类,即相对正常胃黏膜类(非萎缩性胃炎和远离癌灶黏膜)、癌前状态类(萎缩性胃炎和癌旁黏膜)和癌(分化型胃癌)。提示基因表达特征能够较好地反映胃黏膜的病理学特征,从基因表达特征建立胃癌分子诊断的设想是可行的。
胃肠道平滑肌间缺乏Cajal细胞是胃肠道区神经节症导致平滑肌层神经兴奋传导中断的的主要病理生理环节。Sergemt等用小鼠cDNA基因表达谱芯片对照研究了W/W(v)突变小鼠胃底平滑肌组织中基因表达情况,结果发现包括P2Y在内的多个,突触后膜对抑制性神经递质ATP的受体基因表达上调。这一新的基因表达研究方法由于扩大了基因表达状况的筛选范围,研究结果对于深刻理解这一疾病状态的分子生物学机制提供了新的信息,并对进一步的研究树立了新的靶标。【提供服务:生物芯片整体解决方案、兽药残留芯片检测系统;生物芯片扫描仪等仪器;耳聋基因芯片、乙肝病毒耐药检测芯片、抗核抗体检测蛋白质芯片、结核分枝杆菌耐药检测芯片、
G+细菌鉴定与耐药检测基因芯片等;食源性致病微生物检测试剂盒、兽药残留芯片检测试剂盒等;HLA基因分型检测方案、血小板基因分型;人类全基因组寡核苷酸微阵列芯片服务、家蚕全基因组寡核苷酸微阵列芯片服务、人肿瘤相关基因寡核苷酸微阵列芯片服务、miRNA微阵列芯片服务、DNA甲基化谱检测寡核苷酸芯片服务等;合作共建研究中心服务、生物芯片实验室建设服务、科研课题研究服务;糖尿病超强化治疗技术应用项目合作。请联系索取详细产品和服务介绍资料:医学与生命科学服务中心暨虫洞(北京)卫生科技有限公司,戴天岩  主任、总经理,手机:13051069337E-mail:davad311@126.commsn:davad311@hotmail.com,qq:104974415,虫洞医学与生命科学网http://blog.sina.com.cn/cnyr

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