cDNA芯片在癌症研究中的应用

论文摘要

cDNA微阵列是将cDNA文库中大量的基因序列固定于载体上，可用于同时检测比较生物样品中多个基因的表达状况。近年来基因芯片被越来越多生物学家用来分析比较癌症组织与相应正常组织之间基因表达的差异，以期研究癌症机制和帮助临床治疗。 在方法学上，为了提高cDNA芯片的性能，我们采用不对称PCR的方法来制备DNA靶分子，并和传统的方法在杂交动力学方面进行了比较。由于基因芯片上的cDNA序列包括编码链和非编码链，这使得它们会和样本中的cDNA发生竞争性的杂交，增加了实验的复杂性，降低了杂交效率和灵敏度。为了解决这个问题，我们使用不对称PCR来制备大量的单链cDNA靶分子，用于制作芯片。在实验中，我们系统的比较了ssDNA和dsDNA的杂交行为，而且对不对称PCR的参数进行了优化，使它能够有效的制备高重复性，精确性和可靠性的ds-ssDNA芯片。 在癌症研究的课题中，本人对3种癌症，即急性白血病、脑膜瘤和前列腺癌的表达谱进行了分析。结合生物信息学、统计学和分析软件，筛选出了一批十分具有研究价值的基因，许多还是在癌症中首次报道。从系统和整体的角度，对急性白血病的发生发展机制进行了探讨，构建了一条脑膜瘤发生发展的通路，对在前列腺癌中差异表达，且和激素相关的基因的网络相互作用进行了阐述。进一步的，结合样本的临床资料情况，对急性白血病中难治易治的机制进行了分析，对脑膜瘤中各级别间的差异进行了探讨，对前列腺癌中雄激素依赖和非依赖的机制进行了研究。更深一步的，依据这几种癌症各自的特点，对前列腺癌中激素和血管生成相关等方面，对脑膜瘤中男女病人比例差异、辐射影响和HIV病毒因素等方面进行了分析和探讨。最后，对这3种癌症的表达谱数据还进行了Meta组合分析，找到一组在3种癌症中都显著差异表达的基因，这些基因的异常表达反映了癌症细胞中细胞周期、增殖、生长、凋亡和信号传导等方面异常的现象。其中一些基因的功能还尚不清楚，因此更值得深入研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 第一节 生物芯片概述
• 第二节 基因芯片与肿瘤基因组学
• 第三节 急性白血病、脑膜瘤和前列腺癌的临床背景
• 第二章 芯片杂交动力学的探讨
• 第一节 材料和方法
• 第二节 结果
• 第三节 讨论
• 第三章 急性白血病、脑膜瘤和前列腺癌的表达谱实验
• 第一节 急性白血病、脑膜瘤和前列腺癌样本的临床信息
• 第二节 实验方法和过程
• 第三节 芯片数据处理和分析
• 第四章 癌症表达谱实验的结果分析与讨论
• 第一节 急性白血病的表达谱分析
• 第二节 脑膜瘤的表达谱分析
• 第三节 前列腺癌的表达谱分析
• 第四节 对三种癌症表达谱的Meta分析结果
• 第五章 应用基因芯片对肿瘤进行研究的方法总结
• 第一节 方法流程
• 第二节 实用的软件和网络数据库介绍
• 第六章 总结和展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文和著作
• 致谢