基因芯片技术的应用与思考 13301050008 钱宏阳 随着分子生物学相关学科技术的迅猛发展,以及人类基因组序列的测定完成 更促进了一些基因芯片技术的迅速形成,成为医学生物学中的重要研究手段之 目前,已广泛应用于医学各学科中,如在基因表达谱分析、新基因发现、基因突 变及多态性分析以及疾病的诊断、治疗和预防、药物筛选、基因测序等均发挥着 重要的作用。自1999年基因芯片技术进入心血管系统研究以来,已取得了较大 进展。本文就近年来基因芯片技术在心血管病中的中西医基础研究进行分析与应 用思考。 心血管疾病基因芯片 心血管病发生的特异基因和其基因芯片技术的硏究,是近年来该领域硏究 的热点和难点之一。华裔科学家、美国哈佛大学刘宗正教授在北京阜外心血管病 医院演讲时宣布,他们已经确定与心脏衰竭等心血管疾病有关的26000多个基因 一也是世界上首次找到系统疾病的致病基因,已 经运用1万个左右与心血管疾病有关的基因制成基 因芯片。但制成基因芯片后,能够作为诊断心血管疾 病的有力工具,还需要进行更多的基因流行病学研究 才能找到特定疾病与基因间的关系。同时,由于心脏病的发生几率较高,并且引 起心脏衰竭的病原较多,主要包括心肌炎、高血压、糖尿病、心肌梗死、缺氧等 因此,现在虽然已经找到200多个与心脏衰竭有关的病态基因,但需要进一步分 析这些基因与哪些病原有关。可见基因芯片技术在心血管病中的应用,仍需大力 研究。 心脏发育过程中的基因表达谱变化 了解正常动物发育过程中心脏的基因表达谱情况及其意义,对心脏疾病的诊 断、治疗等有重要的价值。目前,这类研究较少。Sehl等比较了出生13天的胎 鼠和出生后1天的乳鼠的基因表达谱。结果表明,在发育过程中,大鼠心肌ANP、 BNP、 osteopontin、Ⅲ型胶原、 fibronetin等基因的表达发生了改变,而在心
基因芯片技术的应用与思考 13301050008 钱宏阳 随着分子生物学相关学科技术的迅猛发展，以及人类基因组序列的测定完成， 更促进了一些基因芯片技术的迅速形成，成为医学生物学中的重要研究手段之一。 目前，已广泛应用于医学各学科中，如在基因表达谱分析、新基因发现、基因突 变及多态性分析以及疾病的诊断、治疗和预防、药物筛选、基因测序等均发挥着 重要的作用。自 1999 年基因芯片技术进入心血管系统研究以来，已取得了较大 进展。本文就近年来基因芯片技术在心血管病中的中西医基础研究进行分析与应 用思考。 心血管疾病基因芯片 心血管病发生的特异基因和其基因芯片技术的研究，是近年来该领域研究 的热点和难点之一。华裔科学家、美国哈佛大学刘宗正教授在北京阜外心血管病 医院演讲时宣布，他们已经确定与心脏衰竭等心血管疾病有关的 26000 多个基因 ———也是世界上首次找到系统疾病的致病基因，已 经运用 1 万个左右与心血管疾病有关的基因制成基 因芯片。但制成基因芯片后，能够作为诊断心血管疾 病的有力工具，还需要进行更多的基因流行病学研究， 才能找到特定疾病与基因间的关系。同时，由于心脏病的发生几率较高，并且引 起心脏衰竭的病原较多，主要包括心肌炎、高血压、糖尿病、心肌梗死、缺氧等， 因此，现在虽然已经找到 200 多个与心脏衰竭有关的病态基因，但需要进一步分 析这些基因与哪些病原有关。可见基因芯片技术在心血管病中的应用，仍需大力 研究。 心脏发育过程中的基因表达谱变化 了解正常动物发育过程中心脏的基因表达谱情况及其意义，对心脏疾病的诊 断、治疗等有重要的价值。目前，这类研究较少。Sehl 等比较了出生 13 天的胎 鼠和出生后 1 天的乳鼠的基因表达谱。结果表明，在发育过程中，大鼠心肌 ANP、 BNP、osteopontin、Ⅲ型胶原、fibronetin 等基因的表达发生了改变，而在心
肌缺血损伤重塑过程中,这些基因也有类似的表达改变。李平等应用超声心动术 检测8、10、12周龄 Wistar大鼠的心脏结构 和功能指标,应用cDNA基因芯片技术观察心 脏基因表达水平的变化,观察了大鼠发育成熟 过程中心脏生长与心脏基因表达谱变化的关 系。显示大鼠从8周龄生长至12周龄,体重 增加约45.7%,前2周和后2周增加幅度相近。 心脏左心室重量和室壁厚度分别增加约27.7% 和23.6%,前2周增加幅度明显大于后2周。基因表达谱的改变涉及细胞结构、 代谢、氧化应激及信号转导等多方面的基因。10周龄和8周龄大鼠比较,变化 的基因多数上调;12周龄和10周龄大鼠比较,基因 表达谱基本又返转至8周龄水平。表明,大鼠在成 长期的4周内(8~12周龄),左心室基因表达谱发 生的变化适应生理性心肌生长需要。由于目前对大 鼠出生后心脏生长发育的研究多为胚胎、新生、成 年和老年之间的比较,而对于接近成熟期的短期内 心脏结构和基因表达变化的研究尚未见报道,因此,对这些问题的证实需要进一 步的深入研究和进行系统分析,进而确定心脏发育过程中的基因表达谱的变化及 其意义
肌缺血损伤重塑过程中，这些基因也有类似的表达改变。李平等应用超声心动术 检测 8、10、12 周龄 Wistar 大鼠的心脏结构 和功能指标，应用 cDNA 基因芯片技术观察心 脏基因表达水平的变化，观察了大鼠发育成熟 过程中心脏生长与心脏基因表达谱变化的关 系。显示大鼠从 8 周龄生长至 12 周龄，体重 增加约 45.7%，前 2 周和后 2 周增加幅度相近。 心脏左心室重量和室壁厚度分别增加约 27.7% 和 23.6%，前 2 周增加幅度明显大于后 2 周。基因表达谱的改变涉及细胞结构、 代谢、氧化应激及信号转导等多方面的基因。10 周龄和 8 周龄大鼠比较，变化 的基因多数上调;12 周龄和 10 周龄大鼠比较，基因 表达谱基本又返转至 8 周龄水平。表明，大鼠在成 长期的 4 周内（8～12 周龄），左心室基因表达谱发 生的变化适应生理性心肌生长需要。由于目前对大 鼠出生后心脏生长发育的研究多为胚胎、新生、成 年和老年之间的比较，而对于接近成熟期的短期内 心脏结构和基因表达变化的研究尚未见报道，因此，对这些问题的证实需要进一 步的深入研究和进行系统分析，进而确定心脏发育过程中的基因表达谱的变化及 其意义