一维微流控微珠阵列芯片在核酸和蛋白激酶分析中的应用

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1、湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：趣鞫‘f日期：潲年7月，2El学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人

2、授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。l2、不保密“(请在以上相应方框内打“、／’’)作者签名：墨耄季哆日期：彤年7月／2日导师签名：之瓣．．日期：琊年7月I2，日焱6曲硕Ij学位论义第1章绪论1．1核酸分析的重要性及研究进展生物技术的快速发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。今天，生命科学的发展和生物医学的研究、

3、已经从整体和细胞水平深入到分子水平，对许多疾病的诊断和治疗等相关研究亦逐步进入基因水平【l。4】。核酸是遗传信息的携带者，是基因表达的物质基础。它控制着蛋白质的合成和有机体细胞的机能．，在生物的生长、发育、繁殖、遗传和变异等生命活动中占有极其重要的地位。另外，它与生命异常情况，如肿瘤发生、放射损伤、遗传疾病等也有密切关系【5'6】。因此，对核酸进行系统有效的检测和分析已成为现代生物学、医学研究中的重要课题，并将在以下诸多应用领域发挥重要作用：基因诊断是利用分子生物学的理论和技术，通过直接探查基因的

4、存在状态或缺陷，从基因结构、定位、复制、转录或翻译水平分析基因的功能，从而对人体状态与疾病作出诊断的过程【7J。基因诊断检测的目标分子是DNA或RNA，反映基因的结构变异和表达状态。检测的基因有内源性(即机体自身的基因)和外源性(如病毒、细菌等)两种，前者用于诊断基因有无病变，后者用于诊断有无病原体感染。与传统的临床诊断方法相比，基因诊断的意义在于不仅能对某些疾病作出确切诊断，如确定某些遗传病，也能确定基因与疾病有关联的状态，如对疾病的易感性、发病类型和阶段的确定等。就目前已经开展的工作而言，外科

5、领域的遗传性疾病、遗传易感性疾病、多种恶性肿瘤、感染性疾病、器官移植反应等都可以用基因诊断的方法加以诊断【8，J。在基因治疗和新药研发领域中，核酸分析同样具有重要的意义。基因治疗就是用正常有功能的基因置换或增补致病缺陷基因的一种治疗方法。在这种治疗方法中，目的基因被导入到靶细胞内，他们或与宿主细胞染色体整合成为宿主遗传物质的一部分，或不与染色体整合而位于染色体外，但都能在细胞中得到表达，起到治疗疾病的作用。Sarkar等【lo】设计了CRCA载体(Ad．PEG．E1A．mda．7)，将mda．7／

6、IL．24和E1A基因共同导入乳腺癌细胞。体外实验表明，mda．7／IL．24基因可在肿瘤细胞内表达，抑制肿瘤细胞生长，并诱导肿瘤细胞凋亡。裸鼠体内实验发现，注射目的治疗基因不但可根除原发癌而且对转移癌亦有显著疗效。Durai等【11l用带有胰岛素样生长因子结合蛋白．4(IGFBP．4)基因的真核表达载体原位转染小鼠皮下的HT．29直肠肿瘤，发现癌细胞Bax基因表达上调，Bcl．2表达下调，从而增一维徽流控微珠阵列芯片在核酸和蛋白激酶分析中的应用强HT．29细胞的凋亡，同时抑制肿瘤新生血管的生成。

7、Palmer等Il2J将编码ErbB．2激酶失活基因的重组腺病毒用于ErbB．2阳性的小鼠乳腺癌动物模型，发现肿瘤细胞内表达ErbB．2激酶失活基因，可通过影响信号转导途径诱导肿瘤细胞死亡。随着研究的进一步深入、技术的不断更新和发展，基因治疗将成为一种安全、有效的临床治疗策略而为人们所接受。在新药研发方面，核酸分析可用于开发新治疗药、识别疾病的早期警告迹象，对于抗病毒、抗癌和抗生素药物来说，核酸是常用的靶标。人类基因组研究计划(HGP)完成后，人们可以直接根据药物作用后细胞内的基因表达情况来对药物

8、的靶点和效果做出判断和评价。这将大大缩短药物研制时间和大大降低药物研制费用，从而从整体上动摇人类制药工业的现状，使药物的开发研究过渡到基因制药阶段【I31。生命科学的发展拓展了核酸研究的内容，但在系统化、规模化、低丰度核酸检测方面也带来了新的挑战。核酸杂交技术是最早的核酸检测方法，也是目前大多数常用检测方法的基础。核酸分子杂交是指具有一定互补序列的核酸单链在液相或固相体系中按碱基配对原则缔合成异质双链的过程，应用该技术可对特定DNA或RNA分子进行定性或定量的检测。基于核酸分子杂交