应用基因芯片技术筛选胆道闭锁致病基因及验证分析

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目的:   胆道闭锁( Biliary Atresia,BA)是小儿常见的严重肝胆外科疾病,主要临床表现为梗阻性黄疸,呈进行性加重。若不治疗,发展为胆汁淤积性肝硬化、门脉高压,最终肝衰竭死亡。BA在亚洲人群中发病率约为1/8000,在欧洲人群中发病率约为1/18000,女婴发病数量较多。1959年以来,随着Kasai手术的开展,使胆道闭锁的治疗有了较大进展,但仍有70%~80% BA患儿仍发生进行性肝内胆管破坏和肝纤维化,最终发展至肝硬化和门脉高压而需要肝移植。   胆道闭锁病因至今尚不清楚,既往的研究BA发生机制可能与免疫异常、围生期病毒感染和遗传方面有关。例如:机体在致病因素下对胆道特异性抗原产生了自身免疫损伤,轮状病毒感染成功制备的胆道闭锁动物模型,胆管板异常论,这些研究过程多局限于某些炎症细胞或因子在发病中的作用,不同细胞间、分子间复杂的网络联系,相互之间联系的特定环节始终未能阐明,使得如何找到BA发生机制中的中心环节及调控因子成为进一步阐明BA疾病发病机制的关键问题。目前基因芯片技术及生物信息学方法,以其大通量、高效、快速、准确的优点,为研究复杂的分子生物学提供了新的方法。   本研究借助全基因组表达谱基因芯片技术在全基因水平对基因表达谱及基因间的相互关系进行研究。对所得到的差异表达基因在胆道闭锁肝脏中的表达进行验证分析。以期发现胆道闭锁患儿发病过程中的关键基因,并对关键基因进行验证,进一步揭示胆道闭锁的发病机制。   方法:   一、标本制备及分组   1、经术前超声、MRCP、术中所见、术中胆道造影证实为BA患者3例、术中胆道造影证实胆汁淤积型肝炎患儿3例,术中无菌条件下取肝组织约0.5cmx0.5cmx0.5cm大小,离体后迅速置于-80℃冰箱保存;其中3例非BA患儿肝组织为对照组,3例BA患者肝组织为实验组。这两组样本用于基因芯片技术对两者间差异性表达基因的检测。   2、经术前超声、MRCP、术中所见、术中胆道造影证实为BA患者15例,术中无菌条件下取肝组织约0.5cmx0.5cmx0.5cm大小,离体后迅速置于-80℃冰箱保存;无肝胆系统畸形的同年龄段尸检患儿5例,取肝组织,离体后-80℃冰箱保存。其中5例尸检肝组织为对照组,15例BA患者肝组织为实验组,两组样本用于后期芯片的验证分析。   二、全基因组表达谱基因芯片技术及Real-time PCR技术   1、应用全基因组表达谱芯片检测BA肝脏组织和胆汁淤积型肝炎患儿肝脏组织的基因表达谱,筛选两者差异表达基因,并进行基因网络关系分析、分子标志物筛选等。   2、从基因芯片结果中选择与肝胆发育相关的致病基因ARF6(芯片结果中NCBI-GENE-ID无重复,且上调最高)和AACS (NCBI-GENE-ID无重复,下调最高),应用Real-time PCR方法从基因水平检测BA肝脏与尸检肝脏中两者的相对含量,与芯片结果进行比较。   三、数据分析   1、基因芯片的数据分析   (1)原始数据的标准化、低强度基因的过滤:通过NimbleScan v2.5软件芯片系统,应用Robust Multichip Average(简称:RMA)方法对原始数据进行分析,过滤低强度基因(选择基因强度≥100.0做进一步分析)。   (2)过滤后的基因数据质量评价:包含盒子图分析和散点图分析。   (3)差异表达基因的筛选:通过火山图展现有统计学意义的差异表达基因(标   准是差异倍数≥2.0和P值≤0.05)。   (4)热点图和层次聚类图:用于过滤后基因的层次聚类分析。   (5)路径分析方法:差异表达基因的路径分析。   (6) GO分析:差异表达基因的显著功能分析。   2、统计分析   采用SPSS17.0软件进行统计分析。计量数据以x±s表示,数值比较采用t检验分析,P
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