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　　基因芯片又稱(chēng)DNA芯片或DNA微陣列，是基于核酸互補雜交原理將大量的探針?lè )肿影炊S結構固定于固相支持物上，與標記的樣品分子進(jìn)行雜交反應，通過(guò)對雜交信號的監測分析獲取樣品分子的數量和序列信息。

　　目前已有多種方法用于構建DNA微陣列，主要有兩種方法，一種在同相支持物表面進(jìn)行原位合成，另一種是點(diǎn)樣法，直接將大量合成好的探針通過(guò)機器人有序地點(diǎn)印在芯片表面。基因芯片分為多種類(lèi)型：根據芯片的功能不同可將基因芯片分為表達譜芯片和DNA測序芯片；根據芯片所用的基因探針類(lèi)型不同，可以分為cDNA微陣列和寡核苷酸微陣列兩大類(lèi)；根據應用領(lǐng)域不同可將基因芯片分為各種專(zhuān)用型芯片，如病毒檢測芯片、表達譜芯片、指紋圖譜芯片、診斷芯片、測序芯片和毒理學(xué)芯片等。癌癥目前是對人類(lèi)健康威脅最大的疾病之一，而且尚無(wú)有效的治療方法，基因芯片是一種廣泛用于檢測癌癥的強大工具，能夠對癌癥進(jìn)行快速鑒定分類(lèi)，為早期診斷和治療創(chuàng )造條件下面著(zhù)重介紹一下基因芯片在癌癥研究中的應用。

　　一、基因芯片在鼻咽癌研究中的應用

　　Lin等報道，LMP21上調CDC2激酶的活性，引起Op18/stathmin磷酸化，CDC2與Op18/stathmin的相互作用，進(jìn)而引起有絲分裂過(guò)程中的微管極化，促進(jìn)鼻咽癌細胞有絲分裂過(guò)程。CDC2上調說(shuō)明患者細胞周期信號活躍，這可能是腫瘤細胞生長(cháng)失調控的原因。Gerster等研究發(fā)現，在裸鼠身上種植小分子干擾siPLK1基因的FuDa的頭頸腫瘤細胞可以延遲腫瘤的生長(cháng)，體內注射小分子干擾siPLK1，可以增強放療效應，抑制腫瘤生長(cháng)。上述結果也表明，鼻咽癌患者與健康對照者外周血的差異基因與腫瘤組織發(fā)現的差異基因存在一致性。

　　二、基因芯片在乳腺癌研究中的應用

　　MA等利用含7650個(gè)基因的芯片對99例淋巴結轉移陽(yáng)性和淋巴結轉移陰性的乳腺癌患者進(jìn)行分析，篩選出差異基因28個(gè)，隨后用這組基因預測78例早期和58例晚期乳腺癌患者的復發(fā)和轉移，結果證實(shí)這28個(gè)基因標志物可以準確地預測不同分期和分級乳腺癌患者的復發(fā)和轉移風(fēng)險。該研究還根據基因標志物將患者分為高危、中危和低危3組，其無(wú)瘤生存率差異有統計學(xué)意義，并與腫瘤的大小、受體狀態(tài)、組織學(xué)分級、HER－2陽(yáng)性表達相關(guān)，與此同時(shí)還發(fā)現了能預測淋巴結狀態(tài)的14個(gè)基因標記物，預測腫瘤分級的9個(gè)基因標記物。

　　FRANCOIS等使用含1045個(gè)基因的cDNA芯片對55例表阿霉素化療后患者的乳腺癌細胞系和11個(gè)體外培養的乳腺癌細胞系進(jìn)行表達譜分析，根據表達譜的相似性將其分為A類(lèi)、B+C類(lèi)和D類(lèi)。其中A類(lèi)對以表阿霉素為基礎的化療敏感，而其他兩類(lèi)則不敏感。化療后A類(lèi)患者的5年生存率及無(wú)轉移生存率分別為100%和75%，B+C類(lèi)65%和56%，D類(lèi)40%和20%，這項研究表明利用基因芯片技術(shù)檢測化療前后基因表達譜的改變可以預測乳腺癌患者的預后。

　　Gabrovska等為了研究出不同分級的乳腺癌相關(guān)的基因表達譜，提取包括良性腫瘤在內的石蠟包埋的乳腺I(mǎi)DC的組織樣本(等級Ⅰ～Ⅲ)，利用Affymetrix基因芯片來(lái)確定基因的表達譜，并以Q－PCR驗證。結果表明，178基因相比較良性組織和三個(gè)等級的惡性乳腺腫瘤之間有顯著(zhù)差異(P＜0.01)。從基因表達譜分析中發(fā)現兩個(gè)重要的候選基因CLD10和ESPTI1，進(jìn)一步對其進(jìn)行了Q－PCR分析。

三、基因芯片在腸癌研究中的應用

　　方永明等應用8條信號通路基因芯片篩選結直腸癌組織與正常黏膜組織表達差異基因，提取35例結直腸癌患者配對的癌組織及正常黏膜組織(陰性切緣組織，距腫瘤10cm以上)總RNA，以RT－PCR的方法對有差異的基因進(jìn)行表達差異比較。結果顯示結直腸癌組織中hsf1、hsp27及inos的表達明顯高于正常組織。經(jīng)35例結直腸癌病人癌組織與正常大腸黏膜組織對比，癌組織中hsf1、hsp27及inos表達增高，其中hsf1 86%(30/35)；inos 63%(22/35)。說(shuō)明在結直腸癌組織中hsf1、hsp27及inos基因被激活，其中可能存在熱刺激應激信號轉導通路激活的通道。

　　曾偉等利用含有8064個(gè)人類(lèi)靶基因的基因表達譜芯片篩選大腸癌組織同正常大腸黏膜的差異表達基因，并用逆轉錄聚合酶鏈反應(RT－PCR)技術(shù)對其中4條差異表達基因加以驗證。結果顯示大腸癌差異表達基因1807條，上調表達的基因936條，下調表達的基因871條，其中癌基因及抑癌基因57條。這57條基因中，36條基因表達上調，21條基因表達下調。結果表明大腸癌的發(fā)生發(fā)展與多個(gè)原癌基因及抑癌基因的差異表達有關(guān)。

　　四、基因芯片在肺癌研究中的應用

　　Diederichs等利用基因芯片分析82例Ⅰ～Ⅱ期非小細胞肺癌病人癌組織的基因表達譜，發(fā)現發(fā)生和未發(fā)生轉移的患者間有幾個(gè)基因家族存在差異性表達，S100鈣結介蛋白P和A2，胰蛋白酶原C(TRY6)、胰蛋白酶原Ivb(PRSS3)在發(fā)生轉移的患者組織中表達上調，然后研究者在另一亞組的42例患者中，采用實(shí)時(shí)定量逆轉錄PCR法證實(shí)了S100蛋白和胰蛋白酶原在腫瘤轉移中的誘導作用并且和患者生存之間的顯著(zhù)相關(guān)性，因此他們認為包括S100蛋白和胰蛋白酶原在內的幾個(gè)基因家族參與了肺癌轉移，可預測轉移和預后。

　　常艷等應用基因芯片技術(shù)，分別提取人高轉移肺巨細胞株95D和人低轉移肺巨細胞株95C的mRNA，通過(guò)逆轉錄，與芯片雜交等等，篩選出95C和95D細胞表達差異的基因譜，并對其中部分基因進(jìn)行RT－PCR分析、驗證。結果發(fā)現所檢測95C和95D細胞中，466條基因有表達差異，其中具有同一Genebank量108對，上調基因47對，下調基因61對。對其中KI-AA1108、PGR1、JWA、S182、Jab1部分差異表達基因，經(jīng)RT2PCR技術(shù)驗證，結果與基因芯片基本符合。

　　五、基因芯片在肝癌研究中的應用

　　陳蘭羽等采用基因芯片分型方法，檢測56例慢性乙型肝炎患者、61例乙型肝炎肝硬化患者及33例乙型肝炎并發(fā)肝細胞癌患者的HLA－DRB1基因分型，并與146例正常人的結果進(jìn)行比較，發(fā)現HLA－DRB1*17位點(diǎn)的頻率在乙型肝炎并發(fā)肝細胞癌組明顯升高，與正常組、慢性乙型肝炎組及乙型肝炎肝硬化組比較，差異有統計學(xué)意義(P＜0.05)，說(shuō)明HLA－DRB1*17基因與乙型肝炎并發(fā)肝細胞癌的發(fā)生有一定相關(guān)性。

　　基因芯片技術(shù)應用于癌癥研究的時(shí)間雖然不長(cháng)，但在諸多領(lǐng)域已呈現廣闊的應用前景。目前的研究趨勢是對腫瘤表型進(jìn)行分類(lèi)、提高早期診斷率、預測預后、指導臨床治療。相信在不久的將來(lái)，基因芯片技術(shù)能更好、更廣泛的應用于癌癥的研究中。