骨关节炎研究与基因芯片技术

出，９６年美 国国际骨关节会议上 ， 家学 者作 出对 （ １８ 专 ） Ａ 的定义， 即包括 ｌ床 表现 、 病理 生理 、 生化及 生物 力学 等 改变。同年美 国 Ｏ Ａ研 讨会 上作 出简 明定义 ， ０ 即 Ａ是 组有不 同病因但有 相似 的生物 力学 、 形态学 和临床表 现的疾病 。该病不仅 引起关 节软 骨损害 ， 累及 整个关 还 节 ， 括软骨下骨 、 带 、 节囊 、 膜和关 节周 围肌 肉 ， 包 韧 关 滑
编码大约 １０００个不同的基因， 临 ０ ０ 就ｌ床上 的多基 因病而 言。 如果采用传统 的研究 方法去 发现是 哪些基 因在 起作 用 ， 的什 么作用 ， 起 非常 费时费力 ， 使用 基 因芯片则 可大 大改观这种局面 。基因芯片应用 于疾病研究 的一般流程 是， 取得疾病发生 前后 、 程发展 前后 、 病 刺激 因素作用 前 后的基因表达图谱 ； 通过统计方法 ， 确定 出表 达有差异的 基因 ； 然后结合生 物信息 学知识 ， 明确基 因功能 ； 最后 通 过相关试验 ， 验证 基因功能 （ 见图 １ｌ 。基因芯片技术能 ）］ ｌ ３
２ 使 用 基 因芯 片 研 究 的 一 般 流程
究工具 。本文中的基因芯片特指用 于绘制基 因表达谱的 基因芯片 ， 应用于致病基 因或易感基 因的识 别和克隆 、 疾 病 防治相关的组织和器官特异性表达 的调 控等 。本文就 骨关节炎（ Ａ） Ｏ 研究 中应用基因芯片情况作一简要综述 。
１ Ｏ Ａ与 基 因 芯 片简 介 ＯＡ（ ｓｅａｔｒ ｉ） 词 最 早 首 先 由 Ｇａｒｄ １ ９ ） ｏｔｏｒｈ ｉｓ 一 ｔ ｒｏ （ ８ ０ 提
基 因芯片技术 可快速地检测出以 １： ０ ０ ３０００水平出
现 的 ｍＩＮＡ， 同 时 监 测 成 千 上 万 的 基 因 。人 类 基 因组 ￣ 且
络 ， 在 细胞 中发 现 转 化 生 长 因子一 如 ｐ可通 过 其激 活性 激 酶 １来 下 调 １ １ ｌ ８表 达 。该 文 就 基 因 芯 片技 术 概 一
念 、 理、 原 流程 、 目前 应 用 于 ０Ａ 研 究的 状 况作 一 综 述 。
关键 词
骨关 节 炎 ； 因芯 片 ； 因组 学 基 基
２０ 年人类基因组 Ｄ Ａ 全序列绘制 完毕。由于结 ０５ Ｎ 构 基 因测 序 的 突破 ， 功 能基 因鉴 定 为 中 心 的 “ 能 基 因 以 功
组 学 ” 运而 生 。基 因 芯 片 是 “ 能 基 因 组 学 ” 有 力 研 应 功 的
片上生产制 备的 Ｄ Ａ芯片 ， Ｎ 或称 Ｄ Ａ微 阵列 （ Ｉ ｍ — Ｎ Ｄ ｉ ｃ ａｒ ） 。２ 纪 年 代 初 期 人 类 基 因 组 计 划 （ Ｐ ｒ ｒ ｙ ｏ ａ ０世 ＨＧ ） 和分子生物学相关学科的发展 ， 为基 因芯片技术的出现和 发展提供了有利条件 。基 因芯片检测技术 已成为科学 界 研 究 基 因表 达水 平 最 为 强 有力 的工 具 之 一 。
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社学杂志 ２ ０ 年 ３ 第 ２ 卷 ０８ 月 ９
第２ 期
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综述 ・
骨关节炎研究与基 因芯片技术
关节周围肌 肉无力 ， 传 因素 ， 遗 骨密度 （ 骨质疏 松 与骨硬 化）雌激素缺乏 ， ， 营养 缺乏， 免疫 因素 ， 骨机制改变 ， 软 软 骨细胞代谢活性改变 ， 炎症性关节疾病等 。Ｏ Ａ还有个别 名一 一 软骨衰竭综 合征” 形象 地指 出了 Ｏ 属 于多基 “ ， Ａ 因病 ， 多种致病基 因与 易感基 因在 Ｏ 的病程 进展 中起 Ａ
一
最 终发 生 关 节 软 骨 退 变 、 维 化 、 裂 、 疡 及 整 个 关 节 纤 断 溃
Hale Waihona Puke 面的损害 。目前 ， 流行 病学研究 明确 Ｏ 的相 关危 险 因 Ａ 素Ｌ 为 ： １ 年龄、 性别和种族 ， 创伤及反复 的应力 负荷 ， 肥胖 ，
够实时反 应 出不 同条件 和不 同状 态下 基 因转 录调控 水 平， 为寻找基因调控 的机制提供捷径 。
着不 同的作 用 。 基 因芯 片是指 采用原 位 合成 或 微 量 点样 等方 法 ， 数 将
数 据
信 息
万寡核苷酸或 Ｄ Ａ片段探针 固化于支持物表面上形成的 Ｎ 二维微阵列 ， 用于对待测标记的样品进行杂交、 检测 和分析
的生物芯片 。根据其制备 方法不 同分两种类 型 ， 一种是美 国 Ａ ｙ ｅ ｉ公司采用原位合成法专利生产的寡核苷酸芯 ｆ ｍ ｔｘ ｒ 片， 或称寡核苷酸阵列（ ｅｅ ｈ ｌｏ ｕｌ ｔ ｅａｒ ； Ｇ ｎＣ ｉ ｏ ｇｎｃ ｏｉ ｒ ｙ）另 ｐ ｉ ｅ ｄ ａ 种为大多数基因芯片公 司和实验室所采用 ， 即将 已知的 Ｄ Ａ片段或预先合成 的寡核苷 酸片段微量点样固定在玻 Ｎ
陈刚 徐 卫 东
骨关 节 炎 （ Ａ） 一组 具 有 不 同病 因 而有 相 似 的 生 物 力 学 、 态 学和 临床 表 现 的 疾病 ， 着 多 ｏ 是 形 有 摘要
种 致 病 基 因 。基 因芯 片技 术是 多基 因病研 究 的有 力 工 具 ， 应 用 于 Ｏ 研 究 只 有 短 短 ８年 ， 但 Ａ 旨在 一 是 发 现 一批 新 的致 病 基 因（ 几 丁质 酶 样 ３蛋 白 ２ 几 丁质 酶 样 ３蛋 白 １ 丛 生蛋 白等 ， 丁 质 胶 原 参 与 软 骨 组 如 、 、 几 织 ， 网架 可 构 建组 织 工 程化 软骨 ； 生蛋 白是 一种 分 泌 型 异 二 聚体 糖 蛋 白 ， 多种 恶性 肿 瘤 细胞 中表 达 其 丛 在 都有升高， 是细 胞 死 亡 的 标 志 ）二 是 阐 明 已知 致 病 基 因白 介 素一 ｐ Ｉ １ ） 骨 形 态发 生 蛋 白 的基 因 作 用 网 ， １ （１ ｐ 、 —