利用微陣列技術初步分析肺鱗癌組織中的基因表達譜
肺癌是腫瘤致死的首要疾患，發(fā)病率目前仍呈上升趨勢。在肺癌的病理分型中，鱗癌約占40%。在關于肺鱗癌的相關研究中，已發(fā)現(xiàn)諸如p53、c-myc、PCNA、MMP等基因參與其發(fā)生、發(fā)展的過程。但傳統(tǒng)的研究大都局限于一個或某幾個基因，而腫瘤的發(fā)生是一個多因素、多階段、涉及多基因的病理過程，任何一個基因的表達都是在其它許多基因表達所構成的表達背景下完成的，腫瘤相關研究也從了解單個相關基因走向探討多個基因構成的表達模式。
近年興起的微陣列技術為這一轉變提供了有力的技術支持。它主要包括微陣列膜和DNA芯片兩種形式，其中微陣列膜技術是利用RNA逆轉錄的cDNA探針與膜上一定種類的基因片段進行雜交，比較雜交信號之間的差異，以確定不同組織或細胞之間的基因表達的差異。它允許一次同時分析成百上千個基因的表達情況，具有信息量大、操作簡便可靠、可重復性強等優(yōu)點，已成功應用于基因表達檢測、DNA測序、尋找新基因、檢測突變體和多態(tài)性、篩選藥物、診斷疾病及基因作圖等領域。
我們采用的微陣列表達分析濾膜，包含了13大類共588個腫瘤相關基因，幾乎涵蓋了與腫瘤細胞增殖、凋亡、分化、侵襲與轉移、生長調控與信號傳導、DNA修復等生物學過程相關的各種代表基因和傳導通路，能比較全面地反映腫瘤細胞生物學特性的各個方面。
, http://www.www.srpcoatings.com
組織標本取自中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)院胸外科�；颊咝g前未接受過放療或化療，病理診斷證實為肺高分化鱗狀細胞癌。施行肺葉切除術的標本離體15分鐘內迅速切取腫瘤組織及同葉的遠端癌旁組織。
Atlas微陣列分析濾膜(AtlasTM human cancer cDNA expression array)是專為腫瘤研究而設計的，每張(80×120)mm的正電子尼龍膜上有588個癌相關的已知基因的特異代表片段。
將肺鱗癌及癌旁組織提取的總RNA逆轉錄成α-32P-dATP標記的cDNA 探針，與Atlas微陣列膜進行雜交，放射自顯影后所得影像，用AtlasImageTM(version 1.01a)進行分析，得到肺鱗癌及癌旁組織的基因表達差異圖像。
在檢測的588個癌相關基因中，與癌旁組織相比，腫瘤組織有26個基因表達差異，其中上調的有18個，下調的有8個(見表)。
, 百拇醫(yī)藥
肺鱗癌組織中表達上調的基因
基因定位
基因名稱
A3m
NEDD5同種蛋白
A5j
轉錄因子E2F5
A6n
細胞角蛋白14
A7a
細胞角蛋白16
B3j
ICE樣凋亡蛋白4
, 百拇醫(yī)藥
B4l
分泌性凋亡相關蛋白1
C3e
C組干皮病色素修復補體蛋白HHR23A
C7h
腫瘤壞死因子受體
D1b
骨/軟骨糖烯蛋白1前體
D1g
前膠原1-α2亞單位前體
D1n
膠原6-α3亞單位
, 百拇醫(yī)藥
D3a
視錐蛋白前體
E2b
金屬蛋白酶抑制因子1前體
E3e
核苷二磷酸激酶A
F5l
白細胞干擾素誘導多肽
F6k
畸胎癌分泌的生長因子1
肺鱗癌組織中表達下調的基因
基因定位
, http://www.www.srpcoatings.com
基因名稱
B1e
誘導骨髓白細胞分化蛋白MCL-1
B2g
TRAF結合蛋白
B5h
PIG7
D1a
軟骨特異性糖烯蛋白核心蛋白
D6k
Caveolin-2
D7g
, 百拇醫(yī)藥
SL細胞毒素前體
E2f
Basigin前體
F5e
白介素-13前體
從表中可以看出：(1)凋亡相關基因改變明顯。凋亡減少是促進腫瘤細胞增多的另一種途徑，因此凋亡在癌癥的發(fā)生中所起的作用越來越受到重視。本結果的總體趨勢是抗凋亡基因上調，而促凋亡基因下調。這兩方面的作用可能是肺鱗癌細胞惡性增殖的的原因之一；(2)與腫瘤細胞去分化有關的細胞骨架的改變。中間纖維成分是多數(shù)脊椎動物細胞都具有的一種細胞骨架成分，細胞角蛋白(CK)則是其中之一。人體細胞中共有20種CK，在不同來源不同分化程度的上皮細胞中呈現(xiàn)不同的表達模式。其在不同病理時期、不同分化程度組織中的差異表達模式，可作為發(fā)展分子病理診斷標志物的基礎。本研究中發(fā)現(xiàn)的CK14、CK16表達上調，可能是肺鱗癌細胞的去分化相關的分子標志；(3)與細胞黏附、侵襲相關的基因的改變。NM23-核苷二磷酸激酶(NDPK)不僅參與細胞增殖發(fā)育的調節(jié)，還影響著腫瘤細胞的發(fā)生和轉移。研究結果中，核苷二磷酸激酶A(NDKA)基因表達上調，提示其在肺鱗癌的發(fā)展過程中發(fā)揮一定作用，這與Gazzeri的結果是一致的。基質金屬蛋白酶(MMP)與腫瘤的侵襲、轉移密切相關。本研究顯示，胞外基質金屬蛋白酶誘導因子(EMMPRIN)表達下調，而金屬蛋白酶抑制因子1前體(TIMP1)表達上調，提示在肺鱗癌的侵襲過程中存在特有的機制，需進一步研究。
由此可以看出，肺鱗癌細胞中基因表達的改變是非常復雜的，這也說明決定其惡性表型的各個方面是多種基因共同作用的結果。本研究同時也證實，cDNA微陣列表達分析濾膜為同時分析幾百個基因的表達狀況提供了一個有效的方法，所獲得的差異基因譜為進一步研究肺鱗癌的特異相關基因提供了參考。, 百拇醫(yī)藥(張恒等)
近年興起的微陣列技術為這一轉變提供了有力的技術支持。它主要包括微陣列膜和DNA芯片兩種形式，其中微陣列膜技術是利用RNA逆轉錄的cDNA探針與膜上一定種類的基因片段進行雜交，比較雜交信號之間的差異，以確定不同組織或細胞之間的基因表達的差異。它允許一次同時分析成百上千個基因的表達情況，具有信息量大、操作簡便可靠、可重復性強等優(yōu)點，已成功應用于基因表達檢測、DNA測序、尋找新基因、檢測突變體和多態(tài)性、篩選藥物、診斷疾病及基因作圖等領域。
我們采用的微陣列表達分析濾膜，包含了13大類共588個腫瘤相關基因，幾乎涵蓋了與腫瘤細胞增殖、凋亡、分化、侵襲與轉移、生長調控與信號傳導、DNA修復等生物學過程相關的各種代表基因和傳導通路，能比較全面地反映腫瘤細胞生物學特性的各個方面。
, http://www.www.srpcoatings.com
組織標本取自中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)院胸外科�；颊咝g前未接受過放療或化療，病理診斷證實為肺高分化鱗狀細胞癌。施行肺葉切除術的標本離體15分鐘內迅速切取腫瘤組織及同葉的遠端癌旁組織。
Atlas微陣列分析濾膜(AtlasTM human cancer cDNA expression array)是專為腫瘤研究而設計的，每張(80×120)mm的正電子尼龍膜上有588個癌相關的已知基因的特異代表片段。
將肺鱗癌及癌旁組織提取的總RNA逆轉錄成α-32P-dATP標記的cDNA 探針，與Atlas微陣列膜進行雜交，放射自顯影后所得影像，用AtlasImageTM(version 1.01a)進行分析，得到肺鱗癌及癌旁組織的基因表達差異圖像。
在檢測的588個癌相關基因中，與癌旁組織相比，腫瘤組織有26個基因表達差異，其中上調的有18個，下調的有8個(見表)。
, 百拇醫(yī)藥
肺鱗癌組織中表達上調的基因
基因定位
基因名稱
A3m
NEDD5同種蛋白
A5j
轉錄因子E2F5
A6n
細胞角蛋白14
A7a
細胞角蛋白16
B3j
ICE樣凋亡蛋白4
, 百拇醫(yī)藥
B4l
分泌性凋亡相關蛋白1
C3e
C組干皮病色素修復補體蛋白HHR23A
C7h
腫瘤壞死因子受體
D1b
骨/軟骨糖烯蛋白1前體
D1g
前膠原1-α2亞單位前體
D1n
膠原6-α3亞單位
, 百拇醫(yī)藥
D3a
視錐蛋白前體
E2b
金屬蛋白酶抑制因子1前體
E3e
核苷二磷酸激酶A
F5l
白細胞干擾素誘導多肽
F6k
畸胎癌分泌的生長因子1
肺鱗癌組織中表達下調的基因
基因定位
, http://www.www.srpcoatings.com
基因名稱
B1e
誘導骨髓白細胞分化蛋白MCL-1
B2g
TRAF結合蛋白
B5h
PIG7
D1a
軟骨特異性糖烯蛋白核心蛋白
D6k
Caveolin-2
D7g
, 百拇醫(yī)藥
SL細胞毒素前體
E2f
Basigin前體
F5e
白介素-13前體
從表中可以看出：(1)凋亡相關基因改變明顯。凋亡減少是促進腫瘤細胞增多的另一種途徑，因此凋亡在癌癥的發(fā)生中所起的作用越來越受到重視。本結果的總體趨勢是抗凋亡基因上調，而促凋亡基因下調。這兩方面的作用可能是肺鱗癌細胞惡性增殖的的原因之一；(2)與腫瘤細胞去分化有關的細胞骨架的改變。中間纖維成分是多數(shù)脊椎動物細胞都具有的一種細胞骨架成分，細胞角蛋白(CK)則是其中之一。人體細胞中共有20種CK，在不同來源不同分化程度的上皮細胞中呈現(xiàn)不同的表達模式。其在不同病理時期、不同分化程度組織中的差異表達模式，可作為發(fā)展分子病理診斷標志物的基礎。本研究中發(fā)現(xiàn)的CK14、CK16表達上調，可能是肺鱗癌細胞的去分化相關的分子標志；(3)與細胞黏附、侵襲相關的基因的改變。NM23-核苷二磷酸激酶(NDPK)不僅參與細胞增殖發(fā)育的調節(jié)，還影響著腫瘤細胞的發(fā)生和轉移。研究結果中，核苷二磷酸激酶A(NDKA)基因表達上調，提示其在肺鱗癌的發(fā)展過程中發(fā)揮一定作用，這與Gazzeri的結果是一致的。基質金屬蛋白酶(MMP)與腫瘤的侵襲、轉移密切相關。本研究顯示，胞外基質金屬蛋白酶誘導因子(EMMPRIN)表達下調，而金屬蛋白酶抑制因子1前體(TIMP1)表達上調，提示在肺鱗癌的侵襲過程中存在特有的機制，需進一步研究。
由此可以看出，肺鱗癌細胞中基因表達的改變是非常復雜的，這也說明決定其惡性表型的各個方面是多種基因共同作用的結果。本研究同時也證實，cDNA微陣列表達分析濾膜為同時分析幾百個基因的表達狀況提供了一個有效的方法，所獲得的差異基因譜為進一步研究肺鱗癌的特異相關基因提供了參考。, 百拇醫(yī)藥(張恒等)