英語(yǔ)多生物芯片技術(shù)教學(xué)要求掌握：1基因芯片的設(shè)計(jì)原理和基本方法

2各種芯片的使用及意義了解：1各種芯片的分類特點(diǎn)

2基因芯片的操作及結(jié)果分析第2頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天FoodtestingLivestockdiagnosticsorgradingAgriculturalbiotechHumandiagnosticsEnvironmentaltestingBasicResearchIdentitytestingPersonalizedmedicineDrivingtheGeneticRevolution第3頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天基本概念基因gene基因組genome

生物單體中一套完整的遺傳物質(zhì),即全部基因結(jié)構(gòu)基因非編碼基因,一般不顯示功能功能基因編碼基因,產(chǎn)生功能蛋白第4頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天人類基因組

30億堿級(jí)對(duì)組成；共編碼約3.5萬(wàn)基因。cDNA

是基因轉(zhuǎn)錄過(guò)程mRNA的互補(bǔ)DNA，代表了基因的生物學(xué)信息。ESTexpressedsequencetag

表達(dá)序列標(biāo)簽,是長(zhǎng)度為300—500bp的cDNA片段。用于克隆全長(zhǎng)基因;制備基因表達(dá)譜。SNPsinglenucleotidepolymorphicallele

單核苷酸多態(tài)性等位基因。

第5頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天芯片的基本概念生物芯片

主要指通過(guò)平面微細(xì)加工技術(shù)，在固體芯片表面構(gòu)建的微流體分析單元和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸以及其它生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測(cè)?；蛐酒?/p>

技術(shù)是通過(guò)微陣列技術(shù),將高密度DNA片段陣列通過(guò)高速機(jī)器人，以一定的順序或排列方式使其附著在如玻璃片等固相表面，以熒光標(biāo)記的DNA探針，借助堿基互補(bǔ)雜交原理，進(jìn)行大量的基因表達(dá)及監(jiān)測(cè)等方面研究的最新革命性技術(shù)。微陣列技術(shù)

微陣列技術(shù)巨大優(yōu)勢(shì)在于它可以并行地宏量獲取生物信息，借助此技術(shù)發(fā)展的生物芯片，則提供了以核酸雜交為基礎(chǔ)的基因水平的表達(dá)監(jiān)控，多態(tài)性研究和基因分型。從而使我們對(duì)基因表達(dá)調(diào)控有更深入的了解。

第6頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天微陣列芯片（Microarray）微型實(shí)驗(yàn)室芯片(Lab-on-a-chip)液體芯片(Liquichip)生物芯片分類基因芯片蛋白芯片組織芯片第7頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天什么是組織芯片？定義：將數(shù)十個(gè)、數(shù)百個(gè)乃至上千個(gè)小的組織片整齊地排列在載體上（通常是載玻片）而成的微縮組織切片,它是一種高通量、多樣本的分析工具。第8頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天何謂蛋白芯片？蛋白芯片：將多種蛋白質(zhì)以微陣列的形式固定在固相或液相支持物上，在孵育反應(yīng)中與樣品中靶分子的結(jié)合，并用報(bào)告分子檢測(cè)結(jié)合信號(hào)?？贵w芯片：將不同抗體按照類似基因芯片的方法點(diǎn)陣在特定的片基上，通過(guò)抗原抗體結(jié)合來(lái)對(duì)檢測(cè)樣品中的蛋白作定性和定量分析。

作用：可以在一次實(shí)驗(yàn)中比較生物樣品中成百上千的蛋白質(zhì)的相對(duì)豐度第9頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天RNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯細(xì)胞表型生物表型復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄

(病毒中)Oligo芯片,CpG-島芯片，CGHcDNA芯片Oligo芯片蛋白芯片組織芯片芯片技術(shù)的應(yīng)用

？ ？ ？ ？1.SNPs2.拷貝數(shù)3.DNA修飾1.開(kāi)/閉2.拷貝數(shù)3.剪接分析1.酶分析2.拷貝數(shù)3.蛋白修飾1.細(xì)胞形態(tài)2.細(xì)胞功能3.細(xì)胞生長(zhǎng)PCR-測(cè)序SouthernblotFISHNorthernblotRT-PCRRNase保護(hù)WesternblotELISA質(zhì)譜分析組織培養(yǎng)組織學(xué)免疫組織學(xué)生物學(xué)中心法則—

分子生物學(xué)的基本原理DNA第10頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天基因芯片發(fā)展歷史Southern&NorthernBlotDotBlotMacroarrayMicroarray第11頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天基因芯片分類按功能劃分基因組芯片

檢測(cè)某一基因是否存在，若存在，拷貝數(shù)是多少。探針是DNA.

表達(dá)譜芯片

確定基因表達(dá)的途徑與表達(dá)產(chǎn)物。探針是RNA或cDNA。測(cè)序芯片

通過(guò)探針與微陣列的配對(duì)分析獲得探針的序列結(jié)果。按探針類型劃分cDNA芯片：幾百到上千個(gè)堿基Oligo芯片:25mer(affymetrix)；70mer(Operon)；80mer（Clontech）

第12頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天用GeneChip作為主要研究手段

發(fā)表在國(guó)際雜志的研究論文第13頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天基因芯片研究的總體方案圖象掃描/結(jié)果分析雜交/洗滌芯片標(biāo)記好的樣品點(diǎn)樣（針點(diǎn)或噴點(diǎn)）探針標(biāo)準(zhǔn)化Oligo探針合成Oligo探針序列確定基因組序列分析組織樣品目的細(xì)胞總RNA提取cDNAmRNA基因文庫(kù)構(gòu)建目的基因擴(kuò)增PCR產(chǎn)物純化第14頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天TheProcessCellsPoly-ARNAAAAAcDNALLLLIVT10%Biotin-labeledUracilAntisensecRNALFragment(heat,Mg2+)LabeledfragmentsHybridizeWash/stainScanL第15頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天GenechipsforgenesexpressionanalysisStandardeukaryoticgeneexpressionassay.ThebasicconceptbehindtheuseofGeneChiparraysforgeneexpressionissimple:labeledcDNAorcRNAtargetsderivedfromthemRNAofanexperimentalsamplearehybridizedtonucleicacidprobesattachedtothesolidsupport.BymonitoringtheamountoflabelassociatedwitheachDNAlocation,itispossibletoinfertheabundanceofeachmRNAspeciesrepresented.Althoughhybridizationhasbeenusedfordecadestodetectandquantifynucleicacids,thecombinationoftheminiaturizationofthetechnologyandthelargeandgrowingamountsofsequenceinformation,haveenormouslyexpandedthescaleatwhichgeneexpressioncanbestudied.Formoredetailedinformation,reviewtheGeneChipExpressionAnalysisTechnicalManual.

第16頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天TheResultAlightsourcescansthearray,causingthedyestofluoresceTheglowispickedupbyasensorandisusedtodeterminetherelativeabundanceoftheRNAThisinformationmustbeprocessedtodeterminethelevelofactivityforeachexpressedgene第17頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）探針設(shè)計(jì)與合成探針標(biāo)準(zhǔn)化Oligo探針合成Oligo探針序列確定基因組序列分析基因文庫(kù)構(gòu)建目的基因擴(kuò)增PCR產(chǎn)物純化cDNA探針Oligo探針第18頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天探針設(shè)計(jì)的要求高度特異性較高靈敏度第19頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天cDNA探針的缺點(diǎn)由于不同的基因長(zhǎng)短不同，Tm值各異，成千上萬(wàn)的基因在同一張芯片上雜交，使得雜交條件很難同一。同一個(gè)體中總是存在一些基因家族的同源序列，加上有的物種存在基因重疊序列的相互干擾，使得傳統(tǒng)的cDNA芯片的分辨能力受到限制，結(jié)果的準(zhǔn)確性也受到影響。有些組織中在DNA雙鏈中的無(wú)意義鏈中存在重疊的基因；而且不同RNA的剪切方式等基因表達(dá)方式很難用cDNA芯片來(lái)區(qū)分。PCR產(chǎn)物是結(jié)合穩(wěn)定的DNA雙鏈，加入探針后在雜交中必然存在競(jìng)爭(zhēng)性抑制，影響探針和模板的結(jié)合能力和穩(wěn)定性，進(jìn)一步影響cDNA芯片的分辨能力和結(jié)果的可信度，這對(duì)于低豐度的基因影響尤為明顯。PCR產(chǎn)物濃度不均一也可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。

第20頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天cDNA探針無(wú)法區(qū)別同源基因基因1基因2基因3基因1cDNA探針基因2cDNA探針基因3cDNA探針第21頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天cDNA探針空間結(jié)構(gòu)影響雜交效率SignalIntensity021QuantitativeNoReproducibleNo第22頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天寡核苷酸探針比cDNA探針的優(yōu)點(diǎn)探針序列經(jīng)過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化，減少非特異雜交，能有效區(qū)分有同源序列的基因；減少二級(jí)結(jié)構(gòu)及其對(duì)雜交結(jié)果的影響

雜交溫度均一，提高雜交效率

；合成產(chǎn)物濃度均一，避免因樣品濃度差異而造成點(diǎn)樣量差異；可以設(shè)計(jì)檢測(cè)不同剪切方式的基因；

無(wú)需擴(kuò)增，防止擴(kuò)增失敗影響實(shí)驗(yàn)。第23頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天單個(gè)長(zhǎng)片段Oligo探針全長(zhǎng)基因序列Oligo探針5′3′單點(diǎn)或重復(fù)第24頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天GeneChip表達(dá)譜探針設(shè)計(jì)原理全長(zhǎng)基因序列多段探針完全匹配不完全匹配5′3′第25頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天多段寡核苷酸探針基因1基因2基因3基因2多段OLIGO探針基因3多段OLIGO探針基因1多段OLIGO探針第26頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天探針長(zhǎng)度與特異性和靈敏度第27頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天PerfectMatchPMMMMismatchPM-MM探針設(shè)計(jì)Oligo探針第28頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天ExcellentDiscriminationofMismatchBaseSequenceATCGGTAGCCATGCATGAGTTACTAATCGGTAGCCATCCATGAGTTACTA13MisMatchBase第29頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天PM-MM設(shè)計(jì)作用

---有效的扣除掉芯片上面的背景其他的基因芯片只是用片基上空白處的雜交信號(hào)作為背景扣除，空白背景?水背景?核苷酸背景與這條MM探針結(jié)合的信號(hào)里面有一部分就是背景信號(hào)，在實(shí)際計(jì)算每一點(diǎn)的實(shí)際的信號(hào)值時(shí)，這些信號(hào)將被去除，最終獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)并有利于在低豐度基因表達(dá)的準(zhǔn)確定量。第30頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天PM-MMProbePairsOfferHighSensitivityDiscriminateagainstbackgroundsignalsIncreasingsensitivityatlowtargetconcentrations第31頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天探針特點(diǎn)總結(jié)cDNA探針特異性最差；檢出限最低，但并非真實(shí)靈敏度單個(gè)長(zhǎng)的Oligo探針保證較好的特異性和靈敏度，是不得已的折中路線；多個(gè)Oligo探針：

25bp探針保證最高特異性多段探針保證最高的靈敏度

PM-MM探針設(shè)計(jì)有效扣除假陽(yáng)性第32頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）樣品制備與標(biāo)記標(biāo)記好的樣品組織樣品目的細(xì)胞總RNA提取cDNAmRNA標(biāo)記物標(biāo)記方法熒光素放射性同位素金屬粒子反轉(zhuǎn)錄標(biāo)記PCR標(biāo)記隨機(jī)引物標(biāo)記第33頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天樣品制備與標(biāo)記的質(zhì)控TEST芯片監(jiān)控RNA提取及反轉(zhuǎn)錄的完整性監(jiān)控RNA提取及反轉(zhuǎn)錄的靈敏度監(jiān)控系統(tǒng)操作的靈敏度第34頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天標(biāo)記方法的區(qū)別雙色標(biāo)記：Cy3,Cy5標(biāo)記效率不同，相同的雜交探針不同的熒光信號(hào)，不能進(jìn)行直接比較，必須進(jìn)行反標(biāo)記校正。單色標(biāo)記：標(biāo)記效率相同，信號(hào)值可直接進(jìn)行比較。第35頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）生物芯片制作技術(shù)第36頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天生物芯片制作方法分類探針固定方式片基特點(diǎn)原位合成（in-situsynthesis）剛性片基，如玻璃片、半導(dǎo)體硅片等高密度，探針合成均一；可制作全基因組芯片，并允許進(jìn)行復(fù)雜的探針設(shè)計(jì)合成后點(diǎn)樣(off-chipsynthesis)剛性片基，如玻璃片、半導(dǎo)體硅片等薄膜片基，如NC膜、Nylon膜等低密度，CV值高；芯片基因數(shù)目少，不允許進(jìn)行復(fù)雜的探針設(shè)計(jì)，直接導(dǎo)致假陽(yáng)性率高第37頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天原位合成(InSituSynthesis)壓電打印原位合成分子印章原位合成原位光刻合成第38頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天FabricationFabricationviaPrintingDNAsequencestucktoglasssubstrateDNAsolutionpre-synthesizedinthelabFabricationInSitu

Sequence“built”Photolithographictechniquesuselighttoreleasecappingchemicals365nmlightallows20-mresolution第39頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天原位光刻合成

美國(guó)著名的Affymetrix公司率先開(kāi)發(fā)的寡聚核苷酸原位光刻專利技術(shù)，是生產(chǎn)高密度寡核苷酸基因芯片的核心關(guān)鍵技術(shù)。

優(yōu)點(diǎn)：合成效率高，點(diǎn)陣密度高缺點(diǎn)：設(shè)備昂貴，技術(shù)復(fù)雜第40頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天

原位光刻合成原理Lightdirectedoligonucleotidesynthesis.Asolidsupportisderivatizedwithacovalentlinkermoleculeterminatedwithaphotolabileprotectinggroup.Lightisdirectedthroughamasktodeprotectandactivateselectedsites,andprotectednucleotidescoupletotheactivatedsites.Theprocessisrepeated,activatingdifferentsetsofsitesandcouplingdifferentbasesallowingarbitraryDNAprobestobeconstructedateachsite.第41頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天 AffymetrixusesauniquecombinationofphotolithographyandcombinatorialchemistrytomanufactureGeneChip?Arrays.

第42頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天GeneChipsProbeArrays***************QuantitativeYesReproducibleYes

第43頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天（四）、雜交/洗滌技術(shù)雜交技術(shù)的關(guān)鍵在于使雜交洗滌條件的標(biāo)準(zhǔn)化、均一化方法蓋玻片雜交盒全自動(dòng)雜交洗滌工作站第44頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天（五）基因芯片檢測(cè)技術(shù)非共聚焦激光掃描儀激光共聚焦掃描儀第45頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天基因組芯片

在臨床研究領(lǐng)域的應(yīng)用第46頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天

EukaryoticCellDNARNAGenotypingandGeneExpressionMonitoringGenotyping:IsitAorB?GeneExpression:Whichgenes?Howmuch?第47頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）人類全基因組分析第48頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天第49頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天HuSNPApplicationsLinkageStudies(確定疾病相關(guān)基因在染色體的位置)humanfamiliallinkagestudiestomapdisease-associatedgenestospecificchromosomallocationsLOH(LossofHeterozygosity,雜合子缺失研究以確定癌細(xì)胞中染色體缺失的位置和程度)comparethequantitativerepresentationofallelesforsamplesobtainedfromnormaltissuetothoseobtainedfromtumortissuetodeterminethelocationandextentofchromosomallossintumorcells揭示個(gè)體間差異的遺傳基礎(chǔ)第50頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天美國(guó)、加拿大、英國(guó)和歐洲其他國(guó)家超過(guò)50個(gè)研究中心組成科學(xué)研究小組170多位專家，利用Affymetrix研發(fā)SNP新技術(shù)，掃描1500個(gè)有自閉癥孩子家庭基因與自閉癥之間可能存在的聯(lián)系overfifteenpublicationsinlessthantheyearsinceitslaunch，MappingArraysforapplicationsincludinglinkageanalysis,populationgenetics,andchromosomalcopynumberchangesduringcancerprogression第51頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天SNPGenotypingUsingMolecularInversionProbesTheSNPgenotypingprocessusingmolecularinversionprobesisoutlineddiagrammaticallyinbelow.10,000multiplexMIPassaydetectedonTagMicroarray

第52頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天Allelicimbalanceanalysisbyhigh-densitysinglenucleotidepolymorphicallele(SNP)arraywithwholegenomeamplifiedDNAosteosarcomatissuesvspatient-matchedbloodNucleicAcidsResearch,Vol.32No.9

OxfordUniversityPress2004;應(yīng)用實(shí)例1第53頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天CopynumberofindividualSNPsinchromosome6detectedfromcaseOST1976q12--13have5-to20-foldamplificationbyreferencedataconsistentwithCGHresult第54頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天Significancegraphofdetectingcopynumberchanges.Anexampleforchromosome6ofOST197lossof6q14-q27gainat6q12—13confirmedbyCGH第55頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天SNPlociat6q12-13arewithinaregionofLOHbutalsohavesignificantincreaseincopynumber.TheincreaseincopynumberinaLOHregionmaysuggestthelossofanallelefollowedbyamplificationoftheremainingallele.---TheabilitytomakesuchaninferenceisoneoftheadvantagesofSNParrayoverothermicroarray-basedmethodssuchastheuseofcDNAandBACforallelicimbalanceanalysis.SNPArrayAdvantage第56頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天第57頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天TraditionalMethodinLOHDetectionRestrictionFragmentLengthPolymorphism(RFLP)Microsatellitemarkers第58頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天第59頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）表達(dá)譜芯片在臨床研究中的應(yīng)用第60頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天表達(dá)譜基因芯片

表達(dá)譜基因芯片通俗地講是指用于基因功能研究的一種基因芯片。研究基因在不同組織或細(xì)胞、不同發(fā)育階段中基因表達(dá)的改變，進(jìn)而闡明基因的功能。第61頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天應(yīng)用表達(dá)譜芯片的意義表達(dá)譜基因芯片可以快速、有效地幫你尋找到與您研究領(lǐng)域相關(guān)的靶基因。在人類10萬(wàn)種基因中，目前已研究過(guò)的基因僅2000-3000種，絕大部分基因尚處于待研究階段，通過(guò)基因芯片您可以獲得最多待研究基因。通過(guò)對(duì)大量未知基因的研究，您可以獲得更多的基因功能專利，而專利就是財(cái)富。第62頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天表達(dá)基因芯片檢測(cè)示意圖第63頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天GeneLogicGeneExpress?databasesuite?BioExpress?研究人和動(dòng)物正常組織和病變組織基因表達(dá)規(guī)律,揭示疾病發(fā)生分子機(jī)制,包括了解生理病理過(guò)程涉及的分子的相互關(guān)系?ToxExpress?研究各種毒素引發(fā)的基因表達(dá)規(guī)律,篩選合適的毒理標(biāo)志分子,評(píng)估藥物毒理作用,比經(jīng)典的臨床前安全測(cè)試方法(臨床化學(xué)和組織病理學(xué)等)更有效?PharmExpress?研究典型藥物藥理作用的分子機(jī)制第64頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天表達(dá)譜基因芯片檢測(cè)原理用不同的熒光染料通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)將不同組織或細(xì)胞的mRNA分別標(biāo)記成不同的探針，將探針混合后與芯片上的基因進(jìn)行雜交、洗滌，用特有的熒光波長(zhǎng)掃描芯片，得到這些基因在不同組織或細(xì)胞中的表達(dá)譜圖片，再通過(guò)計(jì)算機(jī)分析出這些基因在不同組織中表達(dá)差異的重要信息。第65頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天ClinicalTrialsProcessFlow-Expression第66頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天基因芯片技術(shù)在藥物篩選中的應(yīng)用第67頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天TargetIdentificationPharmaceuticalChallengeSolvecomplex,multifactorialdiseasessuchascardiovascular,neurodegenerative,andcancerFindnoveltargetsforhigh-valuetherapeuticproductsGeneChipSolutionGlobaltranscriptomeanalysisispossiblythebestwaytounravelcomplexdiseaseGenome-wide,high-densityassociationstudieswillallowthedeterminationofgeneticbasisofdiseasesusceptibilityTargetIDTargetValidationCompoundScreeningLeadOptimizationClinicalTrialsPreclinicalTrials第68頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天CompoundScreeningPharmaceuticalChallengeDeterminethenumeratoranddenominatorofthetherapeuticindexatanearlierpointinthediscoveryprocessPrioritizecompoundssoonerinthescreeningprocessGeneChipSolutionBuildrobustdatabasestocharacterizeindexesofgenesthatcanbecorrelatedwithefficacyandtoxicityPerforminformation-richscreeningusingautomated,

high-throughputgeneexpressionanalysissystemTargetIDTargetValidationCompoundScreeningLeadOptimizationClinicalTrialsPreclinicalTrials第69頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天PreclinicalandClinicalTrialsPharmaceuticalChallengeFaster,moreeffectivetrialsthataremorepredictiveofhumantrials(preclinical)andclinicaloutcomes(clinical)GeneticandgenomicinformationthatmeetsregulatoryrequirementsGeneChipSolutionHighestqualityproductsthatdeliverreproducibleresultsCustomdesigncapabilitiesallowselectionandcost-effectivescreeningofspecificgenesofinterestCommitmenttounderstandingandmeetingregulatoryrequirementsTargetIDTargetValidationCompoundScreeningLeadOptimizationClinicalTrialsPreclinicalTrials第70頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天

寡核苷酸微陣列對(duì)正常結(jié)腸、結(jié)腸腺瘤、結(jié)腸腺癌的基因表達(dá)譜分析實(shí)例2第71頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天第72頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天用基因表達(dá)和聚類分析的方法能否鑒別良性和惡性腫瘤進(jìn)一步研究正常組織病變成腺癌的過(guò)程中基因表達(dá)

研究目的第73頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

腫瘤組織腺瘤或腺癌患者正常組織切片腺瘤或腺癌組織切片正常組織第74頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天疾病發(fā)展過(guò)程

正常

結(jié)腸腺瘤

結(jié)腸腺癌表達(dá)譜比較正常22腺瘤4腺癌18第75頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天芯片統(tǒng)計(jì)分析統(tǒng)計(jì)分析統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件Statistica（Stat-Soft.Tulsa.OK）聚類分析Cluster20.2進(jìn)行聚類Treeview1.45瀏覽分析結(jié)果圖第76頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天第77頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天第78頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天一些基因的表達(dá)經(jīng)半定量RT-PCR進(jìn)一步證實(shí)epithelialtissuewasgrosslydissectedfreeofunderlyingstromalandmuscularelements

第79頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天在腺瘤與腺癌中均過(guò)量表達(dá)的產(chǎn)物Mr100,000coactivator(by11-fold)BIGH3(8.9-fold)ckshs2(2.7-fold)MGSA(2.1-fold)matrilysin(3.0-fold).

在腺瘤與腺癌中均下調(diào)表達(dá)的產(chǎn)物:Thecolonicepithelialcellproduct,guanylin(111-fold),down-regulatedinadenocarcinoma(40-fold)hevin(7.2-fold).結(jié)腸腺瘤與結(jié)腸腺癌相比第80頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天正常組織結(jié)腸腺癌結(jié)腸腺瘤聚類分析第81頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天腺癌與正常組織或腺瘤相比正常組織與腺癌或腺瘤相比腺瘤與正常組織或腺癌相比正常組織結(jié)腸腺癌結(jié)腸腺瘤第82頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天聚類分析結(jié)果

這組基因在腺瘤組織中高水平表達(dá)，比腺癌或正常組織中的表達(dá)都更活躍。包括幾個(gè)轉(zhuǎn)錄因子（其中一些可能為癌基因,XBP-1、SSRP1、ETS-2、SOX9）、核糖體蛋白（S29和S9）、一個(gè)凋亡誘導(dǎo)因子（NBK）和一個(gè)剪切因子（SRp30c）推測(cè)這些基因很可能在腺瘤向腺癌轉(zhuǎn)化的早期起一定的作用?；虼?－第83頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天這個(gè)基因簇在腺癌中特定高水平表達(dá)包括許多在結(jié)腸瘤(colorectalneoplasia)中高表達(dá)的已知基因產(chǎn)物，如Ckshs2、MGSA、matrilysin和一些與代謝率和繁殖相關(guān)的基因?；虼?－第84頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天這組基因在正常組織中高水平表達(dá)，這些基因(guanylin,colonmucosaantigen)，在結(jié)腸瘤組織(colorectalneoplasms)中的表達(dá)是抑制的。這些基因還包括平滑肌和結(jié)締組織相關(guān)基因?；虼?－第85頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天用寡核苷酸微陣列技術(shù)可鑒定出在腺瘤向腺癌轉(zhuǎn)化過(guò)程中起一定作用的基因進(jìn)一步確認(rèn)已知表達(dá)發(fā)生變化的基因，在腫瘤轉(zhuǎn)移過(guò)程中表達(dá)發(fā)生改變證明用基因表達(dá)譜可區(qū)分正常組織表型上十分相似的結(jié)腸腺瘤和腺癌結(jié)論第86頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天Clusterdiagramofgeneexpressionprofilesof29pediatricALLsamplesBonemarrowaspiratesfrompediatricpatientswithacutelymphoblasticleukemia

Theresearchersdevelopednewalgorithmstoanalyzethegeneexpressiondataandclassifypatientsdependingontheirriskforfailingtherapy.Thenumberofgenesrequiredforclassifyingpatientsvariedamongthesubtypes.Asinglegenewassufficienttoachieve100percentaccuracyfortwoALLsubtypes.第87頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天MovingtotheClinicClassifyingAML,ALLandMLL

LungCancerClassificationColonCancerClassificationsPrognosisforPediatricALLArmstrong,S.A.,etal.NatureGenetics30:41-47,2002Affymetrix,Inc.–nonpublisheddataBhattacharjeeetal.PNAS

98(24),

13790-5,

2001Ross,M.E.etal.Blood

102,

2951-9,

2003

第88頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）組織芯片

在臨床研究領(lǐng)域的應(yīng)用表達(dá)譜分析結(jié)果的快速高通量后續(xù)驗(yàn)證第89頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天

蛋白AAAAARNA抗體DNA基因組水平表達(dá)水平蛋白質(zhì)水平組織芯片－靈活的研究工具第90頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天組織芯片的優(yōu)點(diǎn)可提高實(shí)驗(yàn)效率，減少實(shí)驗(yàn)誤差高效、快速、低消耗、自身內(nèi)對(duì)照和可比性強(qiáng)應(yīng)用范圍廣形態(tài)學(xué)觀察，免疫組織化學(xué)染色、原位雜交(FISH)、原位PCR(MSP-ISH)和各種原位組織、細(xì)胞學(xué)的觀察和研究第91頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天組織芯片的研究意義1.實(shí)現(xiàn)高通量的組織樣本研究第92頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天HumanMolecularGenetics,2001,Vol.10,No.7組織芯片的研究意義檢測(cè)特定基因或蛋白在不同組織中的表達(dá)變化第93頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天基因芯片腎癌細(xì)胞系5184種cDNA89種差異表達(dá)的基因編碼Vimentin基因組織芯片和基因芯片技術(shù)結(jié)合在腫瘤生物學(xué)的研究應(yīng)用實(shí)例組織芯片技術(shù)和免疫組化532例腎癌組織中Vimentin的表達(dá)51％透明細(xì)胞癌61％乳頭狀癌出現(xiàn)陽(yáng)性表達(dá)僅在4％的腎臟嫌色細(xì)胞癌和12％的嗜酸細(xì)胞癌中出現(xiàn)陽(yáng)性表達(dá)Vimentin與患者預(yù)后密切相關(guān)，而與腫瘤的分期、分級(jí)無(wú)關(guān)MochH.etal..AmJPathology,1999,154:981-986.第94頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天BubendorfLetal.,1999,CancerResMar15;59(6):1388組織芯片和FISH技術(shù)結(jié)合在腫瘤生物學(xué)的研究應(yīng)用實(shí)例第95頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天（四）蛋白質(zhì)芯片

在臨床研究領(lǐng)域的應(yīng)用功能驗(yàn)證及臨床應(yīng)用第96頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨床應(yīng)用的芯片分類按照反應(yīng)類型：

抗原-抗體芯片受體-配基芯片酶-底物芯片按照芯片的用途

蛋白質(zhì)組芯片臨床檢測(cè)芯片藥物篩選芯片代謝工程芯片第97頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)芯片（ProteinChip）蛋白分析技術(shù)高通量微型化自動(dòng)化多樣化第98頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白功能芯片蛋白檢測(cè)芯片蛋白質(zhì)芯片的類型第99頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)芯片的類型

蛋白質(zhì)微陣列三維凝膠塊芯片微孔板蛋白質(zhì)芯片第100頁(yè),共111頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白