生物信息学方法大规模筛选肿瘤差异表达基因

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1、生物信息学方法大规模筛选肿瘤差异表达基因【摘要】目的利用数据库中已有的基因信息快速筛选鉴定出潜在的肿瘤相关基因。方法利用EST数据库中的基因信息，采用数字化差异显示(DDD)方法，对17种不同肿瘤组织的全基因组进行筛选。结果获得了130个上调基因和159个下调基因，大多为编码细胞骨架蛋白、核糖体亚单位的基因以及与物质代谢、细胞周期、信号传导、调节转录和翻译过程有密切关系的基因。这些基因在12号染色体上出现频率最高，而在21号和Y染色体上很少出现。结论生物信息学筛选是一种快速有效的筛选方法。本实验所得结果对今后肿瘤标志物的鉴定奠定了基础，也为肿瘤标志物的筛选策略提供了新的思

2、路。【关键词】生物信息学；肿瘤；数字化差异显示；EST　　ABSTRACT:ObjectiveToidentifypotentialcandidategenesrelatedtothecancerousphenotypebyanalyzingdatabasespubliclyavailable.MethodsUsingadataminingtoolcalledDigitalDifferentialDisplay(DDD)fromtheCancerGeneAnatomyProjectdatabase,ESTsfrom17differenttumortypesostofal

3、subunit,substancemetabolism,cellcycle,signalconduction,transcriptionandtranslation.Thesegenesappearmostfrequentlyonchromosome12butrarelyonchromosome21andY.ConclusionInsilicoidentificationisahighthroughputscreeningstrategy.Ourstudymaylayafoundationforidentificationoffuturecanermarkersandp

4、rovideanearkers.　　KEYonochromaticSAGE/cDNAVirtualNorthern即为电子杂交结果。　　2结果　　2.1肿瘤组织中的差异表达基因本实验使用生物信息学方法对多种肿瘤组织和相应正常组织进行大规模筛选，以期获得已知的或者新的肿瘤差异表达基因。结果见表1。筛选出的基因包括已经被广泛研究的LDHB和FOS等。在≥2种组织中同时上调的基因有130个，同时下调的基因有159个。表1各种肿瘤组织中F≥10的基因数（略）同一个基因在一种肿瘤组织中上调，而在其他肿瘤组织中可能下调，例如FDPS基因，EST电子杂交结果显示该基因在血液、脑、结肠、

5、眼、肾脏、肝脏、肺、淋巴结、乳腺、肌肉、卵巢、胰腺、胎盘、前列腺、睾丸组织的肿瘤中表达上调，而在骨和皮肤组织的肿瘤中表达下调。同一个基因在同一肿瘤中EST电子杂交和SAGE电子杂交结果也可能不同，例如FDPS基因，在肾脏肿瘤中，EST电子杂交结果显示该基因在肿瘤组织中表达上调，而SAGE电子杂交结果显示其表达下调。　　2.2候选基因的分类　　筛选出的上调和下调基因中，均含有大量的编码细胞骨架蛋白、核糖体亚单位的基因以及与物质代谢、细胞周期、信号传导、调节转录和翻译过程有密切关系的基因。仅在上调基因中筛选出由缺氧诱导的因子、分子伴侣、与蛋白修饰相关的基因，而与凝血反应、血管

6、生成以及调节激素水平相关的基因仅在下调基因中被筛选出。见表2、表3(功能未知的基因均未列出)。表2在≥2种组织中F值≥10的上调基因（略）表3在≥2种组织中F值≤1/10的下调基因（略）　　2.3候选基因的染色体定位　　对在≥2种组织中同时上调的130个基因和在≥2种组织中同时下调的159个基因进行染色体定位。为避免可能出现的偏倚，计算某一染色体中上或(和)下调基因数与该染色体所含基因数的比值。结果见表4。可以看出，某些染色体相对“活跃”。在21号和Y染色体上极少出现肿瘤相关基因，而在12号染色体中肿瘤相关基因出现的频率明显多于其他染色体。表4候选基因的染色体定位（略）　

7、　2.4经实验验证的候选基因的电子表达谱分析　　在筛选出的130个上调基因中有23个已经实验验证在肿瘤中表达上调(17.7%)，在159个下调基因中有16个经实验验证在肿瘤中表达下调(10.1%)。这些基因的电子杂交结果见表5和表6。表5经实验验证的在肿瘤组织中上调的基因电子杂交结果（略）表6经实验验证的在肿瘤组织中下调的基因电子杂交结果（略）　　3讨论随着生物技术和生物信息的飞速发展，基因芯片、微阵列以及SAGE等技术已经被广泛应用于肿瘤相关基因的筛选。这些方法可以并行处理多项信息，但是价格昂贵，同时由于样本中RNA含量有限