分类表达谱基因芯片在医学研究中的应用

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1、分类表达谱基因芯片在医学研究中的应用.L.编辑。【关键词】基因芯片分类应用肿瘤　　0引言　　随着基因芯片制备技术的提高，高密度的探针阵列使得生物体的基因表达情况只用一块芯片即可包括。分类表达谱基因芯片在设计时先对基因进行有目的的筛选与分类，因而更具有针对性。现在已经上市的产品种类涵盖了生命科学研究的各个方面,其中包括:细胞凋亡基因芯片[1，2]、细胞周期基因芯片[3，4]、肿瘤基因芯片[5，6]、常见疾病研究芯片、细胞因子与炎症反应芯片[7，8]、细胞外基质与粘连分子芯片[9，10]、神经科学芯片[11]、信号传导芯片[12]、干细胞芯片[13]、毒理和药理芯片等。现就几种常用

2、的分类表达谱基因芯片构成和应用综述如下。　　1人细胞凋亡基因芯片　　美国Affymetrix公司研制的人细胞凋亡芯片含细胞凋亡相关基因458个，这些基因根据它们的结构与功能分成TNF配体家族（LTA、LTB、TNF、FasL、TRAIL、Apo3L、APRIL等）、TNF受体家族（LTBR、TNFR1、OX40、CD40、Fas、DR4、HVEM等）、bcl2家族（BAD、BAK1、BAX、BCL2、bclx、BIK、HRK等）、Caspase家族（CASP114）、IAP家族（BIRC1、IAP2、XIAP、survivin等）、Calpains以及其他细胞凋亡相关的蛋

3、白、老化与衰老相关蛋白等[15]。该芯片可以用于细胞凋亡的分子机制、细胞凋亡与肿瘤的关系、衰老的机制与寿命的延长、相关药物的研制与开发以及其他与细胞凋亡有关领域的研究[1,2]。　　2人肿瘤药物耐受和代谢基因芯片　　肿瘤细胞多药耐药性（multidrugresistance,MDR）是造成化疗失败的重要原因，耐药的机制虽有很多，但总结起来不外乎是肿瘤细胞内各种耐药相关转运蛋白和酶类量的改变。而这种量的改变是由编码这些转运蛋白和酶类的耐药相关基因过度表达或表达下调造成的。　　人肿瘤药物耐受和代谢基因芯片是研究MDR的一种强有力的工具，它包含机体对化疗反应的各种基因。这些基因要么编

4、码耐药相关的转运蛋白和酶类，要么是DNA修复和耐药的调节基因。主要有：耐药相关基因（MDR1、MRP16、BCRP、BAX、BCL2、LRP、RB1、TOP1、TOP2A、TOP2B、TP53等）、药物代谢基因（ARNT、BLMH、T、SOD1、STE等）、DNA修复基因（APC、BRCA1、MGMT、MLH1、XPA等）、细胞周期基因（CD1、CDK2、CDK4、p21ET等）、激素受体基因（AR、ESR1、ESR2、PPARD、PPARG等）、转录因子基因（AHR、AP1S1、ELK1、FOS、MAFB、MYC、NFKB1、NFKB2等）[16]等。利用分类表达谱芯片探讨

5、MDR的不同参与机制，寻找耐药相关的靶基因、靶蛋白，设计合理的逆转策略，才能减少盲目性，提高预见性，为肿瘤的化疗开创新的前景，提高肿瘤患者的生存期和存活率。　　3人肿瘤信号传导基因芯片　　肿瘤的信号传导同样是一种非常复杂的过程，美国的SuperArray公司研制的人肿瘤信号传导基因芯片可以为这方面的研究提供帮助。芯片包含96个基因，这些基因是与肿瘤发生有关的15条信号传导通路的重要参与者。包括雄激素/雌激素通路相关基因（CDK2、p21CL1、PPARG、PTGS2等）[17]、DNA损伤/p53通路相关基因（BAX、GADD45A、HIF1A、IGFBP3、MDM2、PIG3

6、、1、IL2、NOS2A、TNF、VCAM1等）、MAP激酶通路相关基因（COL1A1、EGR1、FOS、JUN等）[18]、PI3激酶/AKT通路相关基因（CD1、FN1、HIF1A、MYC等）、STAT通路相关基因（A2M、CSN2、IL4、IRF1等）、应激/热休克通路相关基因、应激/p38JNK通路相关基因、survival/NFkB通路相关基因、TGFβ通路相关基因和1、ITGA110、ITGAM、ITGB18、SELE、SELL、VCAM1等）[21]、炎症相关基因（CCL2、CCR1、CSF13、DSCR1、IFNG、IL1A、IL28、LIF、NFKB

7、1、TNF等）、凋亡相关基因（BAX、BCL2、BCL2A1、BID、FLIP、MKP3、Fas等）、胞外转运蛋白相关基因（APOA15、APOB、APOC13、APOD、LPA等）、胆固醇和脂质转运及代谢相关基因（ABCA1、ADFP、CD36、MSR1、OLR1等）、生长相关基因（CTGF、EGR1、FGF2、KDR、TGFB13、VEGF等）、应激相关基因（HspB、KLF2、NOS3、Cox1、SOD1、SOD2等）[22]等。对动脉粥状硬化发生过程中基因表达改变的了解将有助