生物信息學(xué)方法大規(guī)模篩選腫瘤差異表達(dá)基因

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1、生物信息學(xué)方法大規(guī)模篩選腫瘤差異表達(dá)基因【摘要】目的利用數(shù)據(jù)庫中已有的基因信息快速篩選鑒定出潛在的腫瘤相關(guān)基因。方法利用EST數(shù)據(jù)庫中的基因信息，采用數(shù)字化差異顯示(DDD)方法，對17種不同腫瘤組織的全基因組進(jìn)行篩選。結(jié)果獲得了130個(gè)上調(diào)基因和159個(gè)下調(diào)基因，大多為編碼細(xì)胞骨架蛋白、核糖體亞單位的基因以及與物質(zhì)代謝、細(xì)胞周期、信號傳導(dǎo)、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程有密切關(guān)系的基因。這些基因在12號染色體上出現(xiàn)頻率最高，而在21號和Y染色體上很少出現(xiàn)。結(jié)論生物信息學(xué)篩選是一種快速有效的篩選方法。本實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果對今后腫瘤標(biāo)志物的鑒定奠定了基礎(chǔ)，也為腫瘤標(biāo)志物的篩選策略提供了新的思

2、路?！娟P(guān)鍵詞】生物信息學(xué)；腫瘤；數(shù)字化差異顯示；EST　　ABSTRACT:ObjectiveToidentifypotentialcandidategenesrelatedtothecancerousphenotypebyanalyzingdatabasespubliclyavailable.MethodsUsingadataminingtoolcalledDigitalDifferentialDisplay(DDD)fromtheCancerGeneAnatomyProjectdatabase,ESTsfrom17differenttumortypesostofal

3、subunit,substancemetabolism,cellcycle,signalconduction,transcriptionandtranslation.Thesegenesappearmostfrequentlyonchromosome12butrarelyonchromosome21andY.ConclusionInsilicoidentificationisahighthroughputscreeningstrategy.Ourstudymaylayafoundationforidentificationoffuturecanermarkersandp

4、rovideanearkers.　　KEYonochromaticSAGE/cDNAVirtualNorthern即為電子雜交結(jié)果?！　?結(jié)果　　2.1腫瘤組織中的差異表達(dá)基因本實(shí)驗(yàn)使用生物信息學(xué)方法對多種腫瘤組織和相應(yīng)正常組織進(jìn)行大規(guī)模篩選，以期獲得已知的或者新的腫瘤差異表達(dá)基因。結(jié)果見表1。篩選出的基因包括已經(jīng)被廣泛研究的LDHB和FOS等。在≥2種組織中同時(shí)上調(diào)的基因有130個(gè)，同時(shí)下調(diào)的基因有159個(gè)。表1各種腫瘤組織中F≥10的基因數(shù)（略）同一個(gè)基因在一種腫瘤組織中上調(diào)，而在其他腫瘤組織中可能下調(diào)，例如FDPS基因，EST電子雜交結(jié)果顯示該基因在血液、腦、結(jié)腸、

5、眼、腎臟、肝臟、肺、淋巴結(jié)、乳腺、肌肉、卵巢、胰腺、胎盤、前列腺、睪丸組織的腫瘤中表達(dá)上調(diào)，而在骨和皮膚組織的腫瘤中表達(dá)下調(diào)。同一個(gè)基因在同一腫瘤中EST電子雜交和SAGE電子雜交結(jié)果也可能不同，例如FDPS基因，在腎臟腫瘤中，EST電子雜交結(jié)果顯示該基因在腫瘤組織中表達(dá)上調(diào)，而SAGE電子雜交結(jié)果顯示其表達(dá)下調(diào)。　　2.2候選基因的分類　　篩選出的上調(diào)和下調(diào)基因中，均含有大量的編碼細(xì)胞骨架蛋白、核糖體亞單位的基因以及與物質(zhì)代謝、細(xì)胞周期、信號傳導(dǎo)、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程有密切關(guān)系的基因。僅在上調(diào)基因中篩選出由缺氧誘導(dǎo)的因子、分子伴侶、與蛋白修飾相關(guān)的基因，而與凝血反應(yīng)、血管

6、生成以及調(diào)節(jié)激素水平相關(guān)的基因僅在下調(diào)基因中被篩選出。見表2、表3(功能未知的基因均未列出)。表2在≥2種組織中F值≥10的上調(diào)基因（略）表3在≥2種組織中F值≤1/10的下調(diào)基因（略）　　2.3候選基因的染色體定位　　對在≥2種組織中同時(shí)上調(diào)的130個(gè)基因和在≥2種組織中同時(shí)下調(diào)的159個(gè)基因進(jìn)行染色體定位。為避免可能出現(xiàn)的偏倚，計(jì)算某一染色體中上或(和)下調(diào)基因數(shù)與該染色體所含基因數(shù)的比值。結(jié)果見表4?？梢钥闯?，某些染色體相對“活躍”。在21號和Y染色體上極少出現(xiàn)腫瘤相關(guān)基因，而在12號染色體中腫瘤相關(guān)基因出現(xiàn)的頻率明顯多于其他染色體。表4候選基因的染色體定位（略）　

7、　2.4經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的候選基因的電子表達(dá)譜分析　　在篩選出的130個(gè)上調(diào)基因中有23個(gè)已經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在腫瘤中表達(dá)上調(diào)(17.7%)，在159個(gè)下調(diào)基因中有16個(gè)經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在腫瘤中表達(dá)下調(diào)(10.1%)。這些基因的電子雜交結(jié)果見表5和表6。表5經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的在腫瘤組織中上調(diào)的基因電子雜交結(jié)果（略）表6經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的在腫瘤組織中下調(diào)的基因電子雜交結(jié)果（略）　　3討論隨著生物技術(shù)和生物信息的飛速發(fā)展，基因芯片、微陣列以及SAGE等技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于腫瘤相關(guān)基因的篩選。這些方法可以并行處理多項(xiàng)信息，但是價(jià)格昂貴，同時(shí)由于樣本中RNA含量有限