利用微阵列技术初步分析肺鳞癌组织中的基因表达谱
肺癌是肿瘤致死的首要疾患，发病率目前仍呈上升趋势。在肺癌的病理分型中，鳞癌约占40%。在关于肺鳞癌的相关研究中，已发现诸如p53、c-myc、PCNA、MMP等基因参与其发生、发展的过程。但传统的研究大都局限于一个或某几个基因，而肿瘤的发生是一个多因素、多阶段、涉及多基因的病理过程，任何一个基因的表达都是在其它许多基因表达所构成的表达背景下完成的，肿瘤相关研究也从了解单个相关基因走向探讨多个基因构成的表达模式。
近年兴起的微阵列技术为这一转变提供了有力的技术支持。它主要包括微阵列膜和DNA芯片两种形式，其中微阵列膜技术是利用RNA逆转录的cDNA探针与膜上一定种类的基因片段进行杂交，比较杂交信号之间的差异，以确定不同组织或细胞之间的基因表达的差异。它允许一次同时分析成百上千个基因的表达情况，具有信息量大、操作简便可靠、可重复性强等优点，已成功应用于基因表达检测、DNA测序、寻找新基因、检测突变体和多态性、筛选药物、诊断疾病及基因作图等领域。
我们采用的微阵列表达分析滤膜，包含了13大类共588个肿瘤相关基因，几乎涵盖了与肿瘤细胞增殖、凋亡、分化、侵袭与转移、生长调控与信号传导、DNA修复等生物学过程相关的各种代表基因和传导通路，能比较全面地反映肿瘤细胞生物学特性的各个方面。
, http://www.100md.com
组织标本取自中国医学科学院北京协和医院胸外科。患者术前未接受过放疗或化疗，病理诊断证实为肺高分化鳞状细胞癌。施行肺叶切除术的标本离体15分钟内迅速切取肿瘤组织及同叶的远端癌旁组织。
Atlas微阵列分析滤膜(AtlasTM human cancer cDNA expression array)是专为肿瘤研究而设计的，每张(80×120)mm的正电子尼龙膜上有588个癌相关的已知基因的特异代表片段。
将肺鳞癌及癌旁组织提取的总RNA逆转录成α-32P-dATP标记的cDNA 探针，与Atlas微阵列膜进行杂交，放射自显影后所得影像，用AtlasImageTM(version 1.01a)进行分析，得到肺鳞癌及癌旁组织的基因表达差异图像。
在检测的588个癌相关基因中，与癌旁组织相比，肿瘤组织有26个基因表达差异，其中上调的有18个，下调的有8个(见表)。
, 百拇医药
肺鳞癌组织中表达上调的基因
基因定位
基因名称
A3m
NEDD5同种蛋白
A5j
转录因子E2F5
A6n
细胞角蛋白14
A7a
细胞角蛋白16
B3j
ICE样凋亡蛋白4
, 百拇医药
B4l
分泌性凋亡相关蛋白1
C3e
C组干皮病色素修复补体蛋白HHR23A
C7h
肿瘤坏死因子受体
D1b
骨/软骨糖烯蛋白1前体
D1g
前胶原1-α2亚单位前体
D1n
胶原6-α3亚单位
, 百拇医药
D3a
视锥蛋白前体
E2b
金属蛋白酶抑制因子1前体
E3e
核苷二磷酸激酶A
F5l
白细胞干扰素诱导多肽
F6k
畸胎癌分泌的生长因子1
肺鳞癌组织中表达下调的基因
基因定位
, http://www.100md.com
基因名称
B1e
诱导骨髓白细胞分化蛋白MCL-1
B2g
TRAF结合蛋白
B5h
PIG7
D1a
软骨特异性糖烯蛋白核心蛋白
D6k
Caveolin-2
D7g
, 百拇医药
SL细胞毒素前体
E2f
Basigin前体
F5e
白介素-13前体
从表中可以看出：(1)凋亡相关基因改变明显。凋亡减少是促进肿瘤细胞增多的另一种途径，因此凋亡在癌症的发生中所起的作用越来越受到重视。本结果的总体趋势是抗凋亡基因上调，而促凋亡基因下调。这两方面的作用可能是肺鳞癌细胞恶性增殖的的原因之一；(2)与肿瘤细胞去分化有关的细胞骨架的改变。中间纤维成分是多数脊椎动物细胞都具有的一种细胞骨架成分，细胞角蛋白(CK)则是其中之一。人体细胞中共有20种CK，在不同来源不同分化程度的上皮细胞中呈现不同的表达模式。其在不同病理时期、不同分化程度组织中的差异表达模式，可作为发展分子病理诊断标志物的基础。本研究中发现的CK14、CK16表达上调，可能是肺鳞癌细胞的去分化相关的分子标志；(3)与细胞黏附、侵袭相关的基因的改变。NM23-核苷二磷酸激酶(NDPK)不仅参与细胞增殖发育的调节，还影响着肿瘤细胞的发生和转移。研究结果中，核苷二磷酸激酶A(NDKA)基因表达上调，提示其在肺鳞癌的发展过程中发挥一定作用，这与Gazzeri的结果是一致的。基质金属蛋白酶(MMP)与肿瘤的侵袭、转移密切相关。本研究显示，胞外基质金属蛋白酶诱导因子(EMMPRIN)表达下调，而金属蛋白酶抑制因子1前体(TIMP1)表达上调，提示在肺鳞癌的侵袭过程中存在特有的机制，需进一步研究。
由此可以看出，肺鳞癌细胞中基因表达的改变是非常复杂的，这也说明决定其恶性表型的各个方面是多种基因共同作用的结果。本研究同时也证实，cDNA微阵列表达分析滤膜为同时分析几百个基因的表达状况提供了一个有效的方法，所获得的差异基因谱为进一步研究肺鳞癌的特异相关基因提供了参考。, 百拇医药(张恒等)
近年兴起的微阵列技术为这一转变提供了有力的技术支持。它主要包括微阵列膜和DNA芯片两种形式，其中微阵列膜技术是利用RNA逆转录的cDNA探针与膜上一定种类的基因片段进行杂交，比较杂交信号之间的差异，以确定不同组织或细胞之间的基因表达的差异。它允许一次同时分析成百上千个基因的表达情况，具有信息量大、操作简便可靠、可重复性强等优点，已成功应用于基因表达检测、DNA测序、寻找新基因、检测突变体和多态性、筛选药物、诊断疾病及基因作图等领域。
我们采用的微阵列表达分析滤膜，包含了13大类共588个肿瘤相关基因，几乎涵盖了与肿瘤细胞增殖、凋亡、分化、侵袭与转移、生长调控与信号传导、DNA修复等生物学过程相关的各种代表基因和传导通路，能比较全面地反映肿瘤细胞生物学特性的各个方面。
, http://www.100md.com
组织标本取自中国医学科学院北京协和医院胸外科。患者术前未接受过放疗或化疗，病理诊断证实为肺高分化鳞状细胞癌。施行肺叶切除术的标本离体15分钟内迅速切取肿瘤组织及同叶的远端癌旁组织。
Atlas微阵列分析滤膜(AtlasTM human cancer cDNA expression array)是专为肿瘤研究而设计的，每张(80×120)mm的正电子尼龙膜上有588个癌相关的已知基因的特异代表片段。
将肺鳞癌及癌旁组织提取的总RNA逆转录成α-32P-dATP标记的cDNA 探针，与Atlas微阵列膜进行杂交，放射自显影后所得影像，用AtlasImageTM(version 1.01a)进行分析，得到肺鳞癌及癌旁组织的基因表达差异图像。
在检测的588个癌相关基因中，与癌旁组织相比，肿瘤组织有26个基因表达差异，其中上调的有18个，下调的有8个(见表)。
, 百拇医药
肺鳞癌组织中表达上调的基因
基因定位
基因名称
A3m
NEDD5同种蛋白
A5j
转录因子E2F5
A6n
细胞角蛋白14
A7a
细胞角蛋白16
B3j
ICE样凋亡蛋白4
, 百拇医药
B4l
分泌性凋亡相关蛋白1
C3e
C组干皮病色素修复补体蛋白HHR23A
C7h
肿瘤坏死因子受体
D1b
骨/软骨糖烯蛋白1前体
D1g
前胶原1-α2亚单位前体
D1n
胶原6-α3亚单位
, 百拇医药
D3a
视锥蛋白前体
E2b
金属蛋白酶抑制因子1前体
E3e
核苷二磷酸激酶A
F5l
白细胞干扰素诱导多肽
F6k
畸胎癌分泌的生长因子1
肺鳞癌组织中表达下调的基因
基因定位
, http://www.100md.com
基因名称
B1e
诱导骨髓白细胞分化蛋白MCL-1
B2g
TRAF结合蛋白
B5h
PIG7
D1a
软骨特异性糖烯蛋白核心蛋白
D6k
Caveolin-2
D7g
, 百拇医药
SL细胞毒素前体
E2f
Basigin前体
F5e
白介素-13前体
从表中可以看出：(1)凋亡相关基因改变明显。凋亡减少是促进肿瘤细胞增多的另一种途径，因此凋亡在癌症的发生中所起的作用越来越受到重视。本结果的总体趋势是抗凋亡基因上调，而促凋亡基因下调。这两方面的作用可能是肺鳞癌细胞恶性增殖的的原因之一；(2)与肿瘤细胞去分化有关的细胞骨架的改变。中间纤维成分是多数脊椎动物细胞都具有的一种细胞骨架成分，细胞角蛋白(CK)则是其中之一。人体细胞中共有20种CK，在不同来源不同分化程度的上皮细胞中呈现不同的表达模式。其在不同病理时期、不同分化程度组织中的差异表达模式，可作为发展分子病理诊断标志物的基础。本研究中发现的CK14、CK16表达上调，可能是肺鳞癌细胞的去分化相关的分子标志；(3)与细胞黏附、侵袭相关的基因的改变。NM23-核苷二磷酸激酶(NDPK)不仅参与细胞增殖发育的调节，还影响着肿瘤细胞的发生和转移。研究结果中，核苷二磷酸激酶A(NDKA)基因表达上调，提示其在肺鳞癌的发展过程中发挥一定作用，这与Gazzeri的结果是一致的。基质金属蛋白酶(MMP)与肿瘤的侵袭、转移密切相关。本研究显示，胞外基质金属蛋白酶诱导因子(EMMPRIN)表达下调，而金属蛋白酶抑制因子1前体(TIMP1)表达上调，提示在肺鳞癌的侵袭过程中存在特有的机制，需进一步研究。
由此可以看出，肺鳞癌细胞中基因表达的改变是非常复杂的，这也说明决定其恶性表型的各个方面是多种基因共同作用的结果。本研究同时也证实，cDNA微阵列表达分析滤膜为同时分析几百个基因的表达状况提供了一个有效的方法，所获得的差异基因谱为进一步研究肺鳞癌的特异相关基因提供了参考。, 百拇医药(张恒等)