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表達譜芯片應用

通過比較基因的表達差異以揭示生物學現象或疾病發生的分子機制是高通量研究的一個常用策略。

利用表達譜芯片能夠快速得到基因表達譜的變化,廣泛應用于生物學與醫學的基礎研究、

疾病診斷、新藥開發、環境?;さ刃磯嚳矯?。

Agilent芯片平臺

歐易生物是已獲得Agilent芯片認證的服務商

證書


技術特點

獨特的噴墨原位合成技術

探針長度60 mer,可以兼顧靈敏性和特異性,使二者達到良好的平衡

由于采取長探針設計,有利于捕捉對生命活動有更重要意義的低豐度基因

靈活的定制方案,僅需基因組或EST序列,客戶即可任意制作自己的芯片

平均CV<10%(MAQC:Nature Biotechnology, Sept,2006)

芯片具有良好的可重復性,相關系數R2>0.95(MAQC);

芯片數據結果與qPCR數據結果具有良好的相關性,相關系數R2>0.9。(MAQC)

Agilent芯片平臺表達譜芯片技術流程

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Agilent 表達譜芯片列表

部分芯片簡介

Agilent SurePrint G3 Human Gene Expression v3.0 Microarray 8x60K
該款芯片包含約26,083條Entrez Gene RNAs(unique)及30,606條lncRNAs(unique)。mRNA探針設計參照數據庫為:RefSeq Build 66、Ensemble Release 76、Unigene Build 236、GenBank(Aug 2014)。 ncRNA探針設計主要來源數據庫為:LNCipedia Version 2.1、Broad Institute Human lincRNA catalog(Nov 2011)、Broad Institute TUC transcripts catalog(Nov 2011)。
Agilent SurePrint G3 Human Gene Expression v2.0 Microarray 8x60K
該款芯片包含32,584條Entrez Gene RNAs及約12,000條lincRNAs。 mRNA探針設計參照數據庫為:RefSeq Build 50、Ensemble Release 52、Unigene Build 216、GenBank(Apr 2009)。 非編碼RNA探針是Agilent和John Rinn實驗室(隸屬于麻省理工學院-哈佛大學博德研究所)共同設計的,基于數據庫為Broad Institute Human lincRNA catalog( Nov 2011)、Broad Institute TUCP transcripts catalog(Nov 2011)。
Agilent SurePrint G3 Mouse Gene Expression v2.0 Microarray 8x60K
該款芯片包含約27,122條Entrez Gene RNAs(unique)及4,578條具有相關研究信息的lncRNAs(unique)。 探針設計參照數據庫為:RefSeq Build 66、Ensemble Release 76、Unigene Build 236、GenBank(Aug 2014)、RIKEN 3。
Agilent SurePrint G3 Mouse Gene Expression Microarray 8x60K
該款芯片除涵蓋39,430條Entrez Gene RNAs外,更涵蓋16,251條lincRNAs。 探針設計參照的數據庫為:RefSeq Build 37、Ensembl Release 55、Unigene Build 176、GenBank(Apr 2009)、RIKEN 3。
Agilent SurePrint G3 Rat Gene Expression v2.0 Microarray 8x60K
該款芯片包含約30,584條Entrez Gene RNAs(unique)。 探針設計參照數據庫為:RefSeq Build 66、Ensemble Release 76、Unigene Build 236、GenBank(Aug 2014)。
Agilent Zebrafish Gene Expression v3 Microarray 4x44K
該款芯片包含了43,803個斑馬魚探針。 探針設計參照的數據庫為: RefSeq (Release 38, Nov 2009)、Unigene (Release 117, Sep 2009)、TIGR ZGI (Release 17, Sep 2006)、Ensembl (Release 56, Sep 2009)、UCSC mRNA (genbank,Nov 2009)、Entrex gene (Dec 2009)、GO (Dec 2009)。
Agilent Xenopus Gene Expression v2 Microarray 4x44K
該款芯片包含了43,803個非洲爪蟾探針。 探針設計參考的數據庫為:RefSeq (Release 35, May 2009)、TIGR (Release 10.1, Jul 2008)、UniGene (Build 86, Dec 2008)。
Agilent Drosophila (V2) Gene Expression Microarray 4x44K
該款芯片包含了43,803個果蠅探針。 探針設計參考的數據庫為:UniGene (Release 54, Dec 2007)、TIGR (Release 11,Aug 2006)、FlyBase (Release 5.4, Dec 2007)、ENSEMBL (Release 48, Dec 2007)、UCSC dm3 (BDGP Release 5,Apr 2006)。
Agilent C. elegans Gene Expression v2 Microarray 4x44K
該款芯片包含了43,803個線蟲探針。探針設計參考的數據庫為:WormBase 188 (Mar 2008)、ENSEMBL (Release 49,Aug 2007)、UniGene (Release 37, Dec 2007)、RefSeq (Release 27, Jan 2008)、TIGR (Release 9, Sep 2004)、UCSC ce4 (Sanger W170, Jan 2007)。
Agilent Bovine Gene Expression v2 Microarray 4x44K
該款芯片包含了43,803個牛的探針。 探針設計參考的數據庫為:RefSeq Release 34 (Mar 2009)、TIGR Release 12 (Sep 2006)、UniGene Build 93 (Sep 2008)、Btau 4.0。
Agilent Rabbit Gene Expression Microarray 4x44K
該款芯片包含了43,803個兔的探針。探針設計參考的數據庫為:RefSeq (Release 29, May 2008)、UniGene (Build 11,Mar 2008)、Ensembl (Release 49, Feb 2008)。
Agilent Rice Gene Expression Microarray 4x44K
該款芯片包含了43,803個水稻的探針。探針設計參考的數據庫為:National Institute of Agrobiological Sciences、RefSeq、GenBank 2007。

表達譜芯片分析流程

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Agilent表達譜芯片技術參數

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案例展示

案例一 肝癌中PFKFB3主要定位于細胞核且在細胞增殖周期中起重要調節

研究背景

肝癌是僅次于肺癌的第二大癌癥,目前仍缺乏治療肝癌的有效手段。PFKFB3在多種癌癥中高表達且可以顯著加快糖酵解的速度。有研究報道除糖酵解外,PFKFB3也定位于細胞核發揮調控功能(糖酵解主要定位于細胞質)。然而,PFKFB3在肝細胞癌中的調控作用尚不明確。

研究內容

歐易生物攜手復旦大學中山醫院,通過表達譜芯片探索肝細胞癌中PFKFB3的作用機制。作者發現PFKFB3主要定位于癌細胞的細胞核中,可以調控癌細胞的生長。過表達PFKFB3顯示PFKFB3的表達量與腫瘤大小、生存率等密切相關;敲降PFKFB3可以抑制癌細胞的生長,導致細胞周期停滯和細胞凋亡。表達譜芯片分析發現沉默PFKFB3可以通過AKT/ERCC1通路抑制DNA的修復。此外,PFK15(PFKFB3的抑制劑)顯著抑制了腫瘤的生長。

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圖1-技術路線

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圖2-KEGG分析顯示PI3K-Akt信號通路出現顯著富集

研究結果

1. K-M生存曲線分析發現,PFKFB3的高表達伴隨著低生存率。WB實驗發現肝癌細胞中PFKFB3高表達,表明PFKFB3在腫瘤的發展中起重要作用。

2. 敲降和過表達PFKFB3后細胞克隆形成能力、細胞增殖能力發生改變。將癌細胞種植到小鼠上觀察癌細胞增殖能力和腫瘤大小,發現PFKFB3的表達促進了癌細胞增殖。
3. 采用丙酮酸鈉作為細胞培養中的替代碳源以消除PFKFB3在糖酵解中的作用影響,對癌細胞的克隆形成能力、細胞增殖能力、細胞周期和凋亡水平進行檢測,發現PFKFB3的高表達導致細胞周期停滯和細胞凋亡。
4. 敲降PFKFB3后利用表達譜芯片篩選差異基因,發現PI3K-Akt信號通路出現顯著富集。IP實驗表明AKT可以和PFKFB3物理層面互作,此外,AKT下游靶基因ERCC1表達發生顯著性變化。表明PFKFB3的敲降通過
PI3K/ERCC1抑制DNA修復。
5. 加入PFKFB3的抑制劑PFK15發現PFK15可以抑制肝癌細胞的生長,表明PFKFB3可以成為肝癌的一個潛在治療靶點。

參考文獻

Shi W K, Zhu X D, Wang C H, et al. PFKFB3 blockade inhibits hepatocellular carcinoma growth by impairing DNA repair through AKT. Cell Death Dis 2018; 9(4): 428. (IF: 5.965)



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