基因芯片技术在妇科肿瘤研究中的应用

橡胶抛光轮tions,technique,and results[J].Otolaryng ol Head Neck
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收稿日期:2004204212作者简介:吕声锐(1972-),男,山西省太原市人,硕士学位,医师,主要从事耳鼻喉科临床工作。
基因芯片技术在妇科肿瘤研究中的应用
王永霞1,武丽蕊2
(1.东莞市人民医院,广东东莞 523000;2.天津医科大学总医院,天津 300070)
  生物芯片技术是随着人类基因组计划(HG P)的进展而发展起来的。生物芯片包括基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片和组织芯片等,而基因芯片(gene chip)是生物芯片中应用最广泛的一种。
基因芯片也称为DNA微阵列(DNA microarray),是指采用原位合成或直接点样的方法,将DNA片段或寡核苷酸片段排列在硅片、玻璃等介质上形成微阵列,待检样品用荧光分子标记后与微阵列杂交,通过荧光扫描及计算机分析即可获得样品中大量的基因序列及表达信息,具有快速、高效、高通量的分析生物信息的特点。根据芯片上探针的不同,基因芯片可分为寡核苷酸芯片和cDNA芯片。基因片适用于大规模
的基因检测和基因功能的研究、疾病发生机制的研究及临床诊断等方面[1]。目前,基因芯片技术被大量应用于妇科肿瘤基因表达的研究。
1 用于肿瘤相关基因的研究
癌基因的激活和抑癌基因的失活是肿瘤发生过程中的关键因素。基因芯片不仅能分析大规模基因表达,还可以检测基因的变化。Sawiris等[2]根据基因表达系列的分析,建立了一个专门的cDNA微阵列研究卵巢癌,命名为ovachip具有高度的可重复性和对标本检测的一致性。这种微阵列对区别卵巢癌和直肠癌具有高度的敏感性。
1.1 基因差异表达的检测 Aronow等[3]应用cDNA表达谱基因芯片分析人细胞滋养细胞向合体滋养细胞分化中6918条基因mRNA表达的情况,结果141条基因被诱导表达,256条基因被下调1/2以上,一些功能有关的关键基因类别的表达改变与滋养细胞的形态学改变密切相关。K abbarah等[4]以基因芯片研究了酒精固定、石蜡包埋的小鼠子宫内膜癌组织显微解剖的表达轮廓,发现了Amd1在鼠内膜癌的RNAs 中的表达升高,并发现了其在其他肿瘤中的过度表达,说明它的过度表达与致癌作用有关。
1.2 用于肿瘤的筛查 基因芯片的高通量特点可用于肿瘤的筛查。HPV感染在宫颈癌的发病中占重要作用,几种HPV 类型如HPV16、HPV18与宫颈癌密切联系,利用HPV芯片对其进行筛查有很大的应用价值。Cho等[5]用新设计的具有22探针的HPV芯片检测685例宫颈阴道拭子的HPV基因型,并与巴
氏诊断法比较。结果发现对照组有31.9%发现HPV,病变组为78.6%。主要的HPV基因型为16型、58型、18型(依次递减),他们为宫颈癌的主要致病因。认为HPV 芯片有作为一种高通量的筛查试验的可能。
An等[6]同样用这种HPV DNA芯片来探测几种常见的HPV类型的病理学行为。用HPV DNA芯片检测了1983例宫颈标本的HPV类型,并与组织学和细胞学诊断比较。HPV18、HPV58、HPV16为癌中最常见的类型。低度鳞状上皮病变(LSI LS)中为低危HPV型(6、11、34、40、42、43、44)。HPV58对于发现组织学上的高度鳞状上皮病变(HSI LS)或癌有最高的阳性预测值,而HPV16有最高的阴性预测值,作为高通量的筛查方法芯片优于细胞学。H wang等[7]和K im 等[8]也将HPV DNA芯片与传统的筛查方法进行比较,均提示DNA芯片优于传统方法。HPV DNA芯片提供的遗传信息可为宫颈病变的处理提供新的方法。
1.3 检测基因突变 Wen等[9]用基因芯片检测108例卵巢癌T p53的突变。两种方法共检出77例突变,71例由微阵列检出,63例由DNA序列检出。两种方法检出57例有同样的突变,31例有同样的野生型T p53序列,检出一致率为81%。14例被微阵列检出而未被DNA序列分析法检出,6例被DNA 序列分析法检出而未被微阵列检出。微阵列检测突变的准确率、敏感性、特异性分别为94%、92%、100%,而常规DNA 序列分析法为87%、82%、100%。他们认为微阵列在T p53的检测上是一个有效的工具。
2 指导
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DNA芯片技术所提供的遗传信息和基因诊断对于和监护有很大作用,高通量的基因表达分析能优化对特异患者进行以基因为靶的药物,且可以提供与癌症生长方式和消退有关基因的研究方法。Liu等[10]比较了两种细胞系
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SiHa(HPV感染)和C233A(含P53突变)放疗前后基因表达方式不同。放疗后有33种基因表达改变。并对其中有反应的10个基因中的3个进行RF2PCR鉴定,Bak和C2ab1可能在宫颈癌细胞的放疗导致的凋亡中发挥重要作用。K itahara 等[11]以含有23040人类基因的cDNA微阵列比较9个放疗敏感性和10个放射抵抗性基因的表达方式,发现有121个基因的表达在放射敏感性细胞明显高于放射抵抗性细胞,有50个基因的表达水平在放射抵抗性细胞高于放射敏感性细胞,这些基因中的一部分为已知的与放射反应有关,例A LDH1和XRCC5。又在聚类分析的基础上得到62条基因,这选出的62条基因提供对宫颈
癌进行适当的和有效的放疗的可能性。
3 用于肿瘤抗药性研究
2000年,NIH首次报道使用cDNA芯片考察氟脲嘧啶和左旋天冬酰胺对60株人类癌细胞的基因作用机制,发现基于基因表达谱相似而归为一类的细胞,其药物反应机制却大不相同。决定细胞系药物敏感性和耐药性的基因在各个细胞系也各有异同,有利于合理开展个体化之[12]。
Lamendola等[13]为进一步阐明紫杉醇抗药的机制,以cDNA序列来研究3个SK OV23人类卵巢癌细胞系(作用于其的紫杉醇浓度递增)的分子水平表达的改变,3个亚系分别代表3种紫杉醇浓度抗性:早期(0.003mm)、中期(0.03mm)和晚期(0.3mm)。筛选出1000种正确的表达方式,然后把其分到20个SOM(self2organizing map)中,SOM基因的不同可以区别紫杉醇抗药性在早、中、晚细胞系的不同,与母体SK OV23相比,多药抗性1基因的转录表达在SK OV23 (0.003TR)不升高。SOM分析显示转录改变出现在大量基因中,包括细胞生长/维持基因族、细胞结构、信号传导和感染反应。
4 用于肿瘤转移相关基因的研究
肿瘤的早期转移不易为组织病理发现,组织病理上“正常”的组织,在基因的表达上可能已有所改变,利用基因芯片可以发现这种早期的改变,从而可以指导的决策。Casey 等[14]以基因序列分析了
细胞膜上的几种蛋白聚糖包括syn2 decan4、decorin、perlecan的表达。与正常的卵巢相比,原发卵巢癌和继发转移癌中发现了蛋白聚糖基因表达的改变,结果提示卵巢癌细胞蛋白聚糖影响细胞黏附、转移和向细胞外成分和间质细胞单层浸润的能力,一些蛋白聚糖的改变可能介导卵巢癌结构改变和继发肿瘤播散。
Cheng等[15]研究了宫颈鳞癌多步骤致癌作用。研究了38个不同期别的宫颈癌患者和5个非宫颈癌患者,发现25个cDNA克隆在宫颈癌标本中过度表达,进一步行Northern 以及和RNA2RNA原位杂交确定了其NADH脱氢酶的4基因的2个克隆G32C4B和G30CC,他们编码核糖体蛋白S12,这两种基因在晚期宫颈癌标本的正常组织中表达增加,而无恶变的宫颈鳞状上皮中无这两种基因的上调。提示这两种基因在宫颈癌患者的组织病理上“正常”宫颈鳞状上皮组织中可能有表达的改变。核糖体蛋白S12和NADH脱氢酶4基因可能作为人类宫颈癌早期转移前诊断的标志物。
5 寻新的分子标记物
血管舒张素10(K LK10)是血管舒张素家族中的一员,它在肿瘤浸润和转移中发挥重要作用。Shvartsman等[16]研究了K LK10及其相关蛋白hK10是否可能作为卵巢癌的一个标志物。结果提示K LK10在卵巢癌的表达远高于正常卵巢上皮,其相关蛋白hK10在卵巢癌患者血清中升高,提示K LK10和其他的血管舒张素可作为卵巢癌患者诊断和预后的标记物。
Huang等[17]研究了XIST(无活性X染体特异抄本)在妇科癌细胞系中的表达,显示其表达水平与紫杉醇敏感性显著相关,XIST的表达可能是卵巢癌化疗反应的可能标志物。6 展  望
基因芯片在基因检测中有快速、灵敏、高通量和自动化的特点,但是仍存在许多尚待解决的问题,如降低技术成本,提高芯片的特异性;简化样品制备和标记操作;增加信号检测的灵敏度;存在一定的假阳性等。随着技术的发展相信会逐一解决,例如Shmulevich等[18]设计了一种复合微阵列(composite oligonucleotide microarrays)来提高微阵列进行定量分析的准确性。基因芯片技术用于妇科肿瘤研究的前景广阔,可建立一套准确高效的监测方法,应用于临床作为一种早期诊断、和评估预后的指标和依据。
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 临床医药实践杂志 2004年7月第13卷第7期 
膨出,其发生的原因中均存在遗传因素,在环境、营养不良、孕期用药等致畸因子的条件下,使出生缺陷的发生率有所增加。3.3 出生缺陷的预防 根据我院多年来对围生期孕妇的监测和对162例出生缺陷的临床分析,基于发病因素的相关性,提出预防措施:孕早期预防感冒、避免服药、加强营养,尤其是孕前期或孕早期补充多种维生素,避免接触有害的致畸因子。参考文献:
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收稿日期:2004203225
作者简介:薛丽萍(1959-),女,山西省汾阳市人,副主任医师,主要从事妇产科临床工作。
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收稿日期:2004203209智能感应垃圾桶
作者简介:王永霞(1971-),女,贵州省人,学士学位,主治医师,主要从事妇产科工作。
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