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《第二军医大学》 2001年
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利用基因表达谱芯片技术研究人膀胱癌相关基因

杨庆  
【摘要】:膀胱癌在我国泌尿外科肿瘤中,无论其发病率和死亡率均占首位。膀胱癌 至今病因不明,早期诊断疗效较好,手术切除是主要治疗方法,但容易复发。因 此从基因水平研究膀胱癌的发生发展机理,并选择膀胱癌特异性基因进行基因治 疗已成为这一领域的研究热点。 研究表明,膀胱癌的发生发展是一个非常复杂的过程,涉及成千上万的基 因改变。正常基因的突变或缺失、癌基因的异常扩增和表达以及多个基因的协同 作用、基因本身的多效性和机体免疫因素,决定肿瘤表型的表达与否。目前认为 癌基因异常激活和抑癌基因表达抑制是最根本的原因。大量研究证实膀胱癌的发 生发展与P53、Ras、Rb、erbB-2、myc、EGF、P16等基因密切相关,但至今尚无 一种基因可确切地解释膀胱癌的病理过程。随着人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)的逐步完成,现己确定在基因表达调控、机体兔疫及细胞分化等 重要生命过程中有许多相关基因是成簇排列的,它们可以分布在一较大的染色质 区域或不同染色体上,在基因表达调控方面具有明显不同于单个基因的特性,其 中的各个基因是作为统一的整体进行调节,各基因在细胞分化、个体发育过程中 保持高度的时空以及表达量的协调性。在膀胱癌发生发展的复杂过程中,很可能 存在着这样相互协调的共表达的基因群体。对各个环节和阶段中共同表达的众多 基因作为一个整体进行研究,筛选出膀胱癌发生发展过程的多个环节上起作用的 分子和起关键性调控作用的基因,揭示其基因水平的本质,对于诊断和基因治疗 将具有重要意义。基因芯片技术可同时对大量组织的基因表达水平进行全面地量 化检测,从而达到高效筛选差异表达基因的目的,为研究肿瘤发生发展中的基因 开关及表达程度提供了强有力的工具。基因表达谱芯片在肿瘤研究领域中具有非 常重要的价值。 人类基因组计划是当今生命科学领域内的头号工程,其主要目的是测定人类 基因组 DNA 3×109核苷酸的序列,并确定全部的70,000至100,000个基因。人 类基因组序列的测定即将完成,但基因的鉴定及功能阐明仍然是一个巨大的挑 2 , 战。全长CDNA的克隆和测序将直接导致基因的发现,并有助于基因功能的研究。 富含全长CDNA的高质量CDNA文库的构建对于全长CDNA克隆至关重要。从 本实验室构建的高质量CDNA文库中,通过高效差减杂交及大规模CDNA测序, 筛选到一批全长新基因,部分新基因已登录到GenBank。 将从cDNA文库中克隆到的部分新基因和己知功能基因制备成基因芯片,运 用基因芯片对正常人膀肌粘膜和膀耽移行上皮细胞癌(ransitional cell carol。ma, TCC,以下简称为膀肤癌)组织以及膀眈癌细胞株EJ的基因表达差异进行了研 究。将人正常膀耽组织rnRNA和膀眈癌mRNA逆转录荧光标记合成cDNA荧光 探针后,同时与基因芯片杂交,并重复两次。每次结果均通过扫描,定量,采用 扫描成像计算机系统进行分析,计算荧光信号的差异程度,筛选出共同的差异表 ”达基因。 按阳性标准,从12800个基因中筛选出差异表达基因854条(7%),膀眯癌 组织中198条表达上调,656条表达下调;如果按差异显著的标准,则共筛选出 差异显著基因384条,占3乃%,其中膀耽癌组织中87条表达增加,297条表达 降低。有259条(67.4%)基因已在GenBank登录。这些在不同病例的组织标本 中表达变化一致的基因主要涉及细胞增殖、凋亡、细胞周期等多个过程,其中表 达增加的基因包括:()与信号传递有关基因(如酪氨酸激酶相关基因、G蛋白 类、胞内激酶、第H信使相关基因等),(2)细胞周期相关基因(细胞周期素等), (3)肿瘤转移相关基因(如整合素、基质金属蛋白酶等),(4)凋亡抑制基因, (5)DNA结合蛋白、转录起始因子等,(6)线粒体相关蛋白。表达降低的基因 包括:()凋亡相关基因,(2)信号传递基因(如酪氨酸磷酸酶等),(3)粘附 分子相关基因(如纤粘连蛋白、层粘连蛋白等),(4)TGF-B相关基因,(5)抑 癌基因乃 Rb等人 “)细胞骨架蛋白、锌指蛋白等。除上述己知基因外,实 验还检测到与膀恍癌相关的许多末知基因,本实验
【学位授予单位】:第二军医大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:R737.14

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【共引文献】
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