Regulation of proper gene expression is important for cellular and organismal survival, maintenance, and growth. Abnormal gene expression, even for a single critical gene, can thwart cellular integrity and normal physiology to cause diseases, aging, and death. Therefore, gene expression profiling serves as a powerful tool to understand the pathology of diseases and to cure them. In this study, the difference in gene expression in Flammulina velutipes was compared between the wild type (WT) mushroom and the mutant one with clogging phenomenon. Differentially expressed transcripts were screened to identify the candidate genes responsible for the mutant phenotype using the DNA microarray analysis. A total of 88 genes including 60 upregulated and 28 downregulated genes were validated using the real-time quantitative PCR analysis. In addition, proteomic differences between the WT and mutant mushroom were analyzed using two-dimensional gel electrophoresis and matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF). Interestingly, the genes identified by these genomic and proteomic analyses were involved in stress response, translation, and energy/sugar metabolism, including HSP70, elongation factor 2, and pyruvate kinase. Together, our data suggest that the aberrant expression of these genes attributes to the mutant clogging phenotype. We propose that these genes can be targeted to foster normal growth in F. velutipes.
Chan Mi Bang;Khaliunaa Tseveen;Gwang Hyeon Lee;Gil Jong Seo;Hong Sik Kong
한국동물생명공학회지
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제38권3호
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pp.158-166
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2023
Background: Copy number variation (CNV) can be identified using next-generation sequencing and microarray technologies, the research on the analysis of its association with meat traits in livestock breeding has significantly increased in recent years. Hanwoo is an inherent species raised in the Republic of Korea. It is now considered one of the most economically important species and a major food source mainly used for meat (Hanwoo beef). Methods: In this study, CNVs and the relationship between the obtained CNV regions (CNVRs) can be identified in the Hanwoo steer samples (n = 473) using Illumina Hanwoo SNP 50K bead chip and bioinformatic tools, which were used to locate the required data and meat traits were investigated. The PennCNV software was used for the identification of CNVs, followed by the use of the CNV Ruler software for locating the different CNVRs. Furthermore, bioinformatics analysis was performed. Results: We found a total of 2,575 autosomal CNVs (933 losses, 1,642 gains) and 416 CNVRs (289 gains, 111 losses, and 16 mixed), which were established with ranged in size from 2,183 bp to 983,333 bp and 10,004 bp to 381,836 bp, respectively. Upon analyzing the restriction of minor alleles frequency > 0.05 for meat traits association, 6 CNVRs in the carcass weight, 2 CNVRs in the marbling score, 3 CNVRs in the backfat thickness, and 2 CNVRs in the longissimus muscle area were related to the meat traits. In addition, we identified an overlap of 347 CNVRs. Moreover, 3 CNVRs were determined to have a gene that affects meat quality. Conclusions: Our results confirmed the relationship between Hanwoo CNVR and meat traits, and the possibility of overlapping candidate genes, annotations, and quantitative trait loci that results depended on to contribute to the greater understanding of CNVs in Hanwoo and its role in genetic variation among cattle livestock.
Ravn, Dea Louise;Mohammadnejad, Afsaneh;Sabaredzovic, Kemal;Li, Weilong;Lund, Jesper;Li, Shuxia;Svendsen, Anders Jorgen;Schwammle, Veit;Tan, Qihua
Journal of Acupuncture Research
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제37권2호
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pp.128-135
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2020
Background: Classical acupuncture is being used in the treatment of rheumatoid arthritis (RA). To explore the biological response to acupuncture, a network-based analysis was performed on gene expression data collected from an animal model of RA treated with acupuncture. Methods: Gene expression data were obtained from published microarray studies on blood samples from rats with collagen induced arthritis (CIA) and non-CIA rats, both treated with manual acupuncture. The weighted gene co-expression network analysis was performed to identify gene clusters expressed in association with acupuncture treatment time and RA status. Gene ontology and pathway analyses were applied for functional annotation and network visualization. Results: A cluster of 347 genes were identified that differentially downregulated expression in association with acupuncture treatment over time; specifically in rats with CIA with module-RA correlation at 1 hour after acupuncture (-0.27; p < 0.001) and at 34 days after acupuncture (-0.33; p < 0.001). Functional annotation showed highly significant enrichment of porphyrin-containing compound biosynthetic processes (p < 0.001). The network-based analysis also identified a module of 140 genes differentially expressed between CIA and non-CIA in rats (p < 0.001). This cluster of genes was enriched for antigen processing and presentation of exogenous peptide antigen (p < 0.001). Other functional gene clusters previously reported in earlier studies were also observed. Conclusion: The identified gene expression networks and their hub-genes could help with the understanding of mechanisms involved in the pathogenesis of RA, as well understanding the effects of acupuncture treatment of RA.
중간엽 줄기 세포는 다분화능을 가지고 있으며 골수, 지방, 태반, 치아속질, 윤활막, 편도 및 가슴샘 등 인체의 다양한 조직에서 분리된다. 중간엽 줄기세포는 조직의 항상성을 조절하며 다분화능, 분리와 조작의 용이함, 암세포로의 화학주성 및 면역 반응 조절 등의 특징을 가지고 있어서 재생 의학, 암 치료 및 식대주 질환(GVHD) 등에 이용할 수 있는 세포치료제로 주목 받고 있다. 하지만 주위 세포와 조직을 지지하고 조절하는 특징과 관련하여 중간엽 줄기세포가 혈관 생성을 촉진하고 성장인자를 분비하며 암세포를 공격하는 면역 반응을 억제함으로써 암의 진행을 촉진시킨다는 사실 또한 보고 되고 있다. 이러한 사실들로 인해 중간엽 줄기세포의 임상 적용이 제한되고 있다. 본 연구에서는 어떠한 기전을 통해서 중간엽 줄기세포가 암의 진행을 촉진하는 지지 세포로 기능하는지를 밝히기 위해서 인체 지방 조직에서 유래한 중간엽 줄기세포를 두 개의 암세포주(H460, U87MG)와 각각 공동 배양하고 microarray를 이용해서 암세포와 공동 배양되지 않은 중간엽 줄기세포와 유전자의 발현을 비교하였다. 두 암세포주와 공동배양에서 공통적으로 2배 이상 차이 나는 유전자를 DAVID (Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery)와 PANTHER (Protein ANalysis THrough Evolutionary Relationships)를 이용해 분석하였으며 생물학적 과정, 분자적 기능, 세포의 구성 성분, 단백질의 종류, 질병과 인체 조직 그리고 신호전달에 관련된 정보를 획득하였다. 이를 통해서 암세포는 중간엽 줄기세의 분화, 증식, 에너지 대사, 세포의 구조 및 분비기능을 조절하여 유전자의 발현 양상을 암 연관 섬유모세포(cancer associated fibroblast)와 유사한 세포로 변형 시킨다는 사실을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 중간엽 줄기세포를 이용한 임상 치료제의 효과와 안정성을 개선하는데 응용될 수 있을 것이다.
Because of its importance in tumor invasion and metastasis, the epithelial-mesenchymal transition (EMT) has become a research focus in the field of cancer. Recently, evidence has been presented that FoxO4 might be involved in EMT. Our study aimed to detect the expression of FoxO4, E-cadherin and vimentin in non-small cell lung cancers (NSCLCs). We also investigated clinical features and their correlations with the markers. In our study, FoxO4, E-cadherin and vimentin were assessed by immunohistochemistry in a tissue microarray (TMA) containing 150 cases of NSCLC. In addition, the expression level of FoxO4 protein was determined by Western blotting. The percentages of FoxO4, E-cadherin and vimentin positive expression in NSCLCs were 42.7%, 38.7% and 55.3%, respectively. Immunoreactivity of FoxO4 was low in NSCLC when compared with paired normal lung tissues. There were significant correlations between FoxO4 and TNM stage (P<0.001), histological differentiation (P=0.004) and lymph node metastasis (P<0.001), but no significant links with age (P=0.323), gender (P=0.410), tumor size (P=0.084), smoking status (P=0.721) and histological type (P=0.281). Our study showed that low expression of FoxO4 correlated with decreased expression of E-cadherin and elevated expression of vimentin. Cox regression analysis indicated FoxO4 to be an independent prognostic factor in NSCLC (P=0.046). These data suggested that FoxO4 might inhibit the process of EMT in NSCLC, and might therefore be a target for therapy.
Although the sera used in animal cell culture media provide the macromolecules, nutrients, hormones, and growth factors necessary to support cell growth, it could also be an obstacle to the production of recombinant proteins in animal cell culture systems used in many sectors of the biotechnology industry. For this reason, many research groups, including our laboratory, have been trying to develop serum-free media (SFM) or serum-supplemented media (SSM) for special or multi-purpose cell lines. The Chinese hamster ovary (CHO) cell, for example, is frequently used to produce proteins and is especially valuable in the large-scale production of pharmaceutically important proteins, yet information about its genome is lacking. Also, SFMs have only been evaluated by comparing growth patterns for cells grown in SFMs with those grown in SSM or by measuring the titer of the target protein obtained from cells grown in each type of medium. These are not reliable methods of obtaining the type of information needed to determine whether an SFM should be replaced with an SSM. We carried out a cDNA microarray analysis to evaluate MED-3, an SFM developed in our laboratory, as a CHO culture medium When CHO cells were cultured in MED-3 instead of an SSM, several genes associated with cell growth were down-regulated, although this change diminished over time. We found that the insulin-like growth factor (IGF) gene was representative of the proteins that were down-regulated in cells cultured in MED-3. When several key supplements - including insulin, transferrin, ethanolamine, and selenium - were removed from MED-3, the IGF expression was consistently down- regulated and cell growth decreased proportionately. Based on these results, we concluded that when an SFM is used as a culture medium, it is important to supplement it with substances that can help the cells maintain a high level of IGF expression. The data presented in this study, therefore, might provide useful information for the design and development of SFM or SSM, as well as for the design of genome-based studies of CHO cells to determine how they can be used optimally for protein production in pharmaceutical and biomedical research.
Psoriasis is a chronic inflammatory disease of the skin characterized by epidermal hyperplasia, dermal angiogenesis, infiltration of activated T cells, and increased cytokine levels, and affects 1-3% of the world-wide population. Although many immunological and clinical reports indicate a role for the immune system in the pathogenesis of psoriasis, puzzling questions about psoriasis remain unsolved. During the several decade, immunosuppressor and PUVA treatment are ubiquitously used to psoriasis therapy. But recently, to promote terminal differentiation of keratinocytes, block either NK-Tcell or T-cell activation, and interrupting the angiogenic switch represent another therapeutic opportunity in psoriasis. To keep face with immunological therapy, the needs of newly designed prescription on the psoriasis treatments were demanded. With the object of understand the psoriasis from an orient medical point of view, patients were administrated the GY during several weeks. We investigated the changes of gene expression in involved and uninvolved skin samples during the oriental remedy. Microarray data showed several important results. First, Gene expression profiling is similar to each patient. Second, precursor proteins that organize cornified envelops are decreased at the end of remedy. But genes which related to apoptosis, G-protein signalling, and lipid metabolism are increased. Third, 68.5% of clustering genes localized on the psoriasis susceptibility locus. In our results indicated that GY influence on the keratinocytes hyperproliferation by regulating the gene, which located on the psoriasis susceptibility locus.
Background: Structural maintenance of chromosomes 4 (SMC-4) is a chromosomal ATPase which plays an important role in regulate chromosome assembly and segregation. However, the role of SMC-4 in the incidence of malignancies, especially colorectal cancer is still poorly understood. Materials and Methods: We here used quantitative PCR and Western blot analysis to examine SMC-4 mRNA and protein levels in primary colorectal cancer and paired normal colonic mucosa. SMC-4 clinicopathological significance was assessed by immunohistochemical staining in a tissue microarray (TMA) in which 118 cases of primary colorectal cancer were paired with noncancerous tissue. The biological function of SMC-4 knockdown was measured by CCK8 and plate colony formation assays. Fluorescence detection has been used to detect cell cycling and apoptosis. Results: SMC-4 expression was significantly higher in colorectal cancer and associated with T stage, N stage, AJCC stage and differentiation. Knockdown of SMC-4 expression significantly suppressed the proliferation of cancer cells and degraded its malignant degree. Conclusions: Our clinical and experimental data suggest that SMC-4 may contribute to the progression of colorectal carcinogenesis. Our study provides a new therapeutic target for colorectal cancer treatment.
Some environmental chemicals have been shown to cause liver-toxicity as the result of bioaccumulation. Particularly, fungicides have been shown to cause varying degrees of hepatictoxicity and to disrupt steroid hormone homeostasis in in vivo models. The principal objective of this study was to evaluate the liver-toxic responses of environmental chemicals-in this case selected fungicides and parasiticides-in order to determine whether or not this agent differentially affected its toxicogenomic activities in hepatic tumor cell lines. To determine the gene expression profiles of 3 fungicides (triadimefon, myclobutanil, vinclozolin) and 1 parasiticide (dibutyl phthalate), we utilized a modified HazChem human array V2. Additionally, in order to observe the differential alterations in its time-dependent activities, we conducted two time (3 hr, 48 hr) exposures to the respective IC20 values of four chemicals. As a result, we analyzed the expression profiles of a total of 1638 genes, and we identified 70 positive significant genes and 144 negative significant genes using four fungicidic and parasiticidic chemicals, using SAM (Significant Analysis of Microarray) methods (q-value<0.5%). These genes were analyzed and identified as being related to apoptosis, stress responses, germ cell development, cofactor metabolism, and lipid metabolism in GO functions and pathways. Additionally, we found 120 genes among those time-dependently differentially expressed genes, using 1-way ANOVA (P-value<0.05). These genes were related to protein metabolism, stress responses, and positive regulation of apoptosis. These data support the conclusion that the four tested chemicals have common toxicogenomic effects and evidence respectively differential expression profiles according to exposure time.
Background: To further investigate the molecular basis of lung cancer development, we utilize a microarray to identify differentially expressed genes associated with various TNM stages of adenocarcinoma, a subtype with increasing incidence in recent years in China. Methods: A 35K oligo gene array, covering about 25,100 genes, was used to screen differentially expressed genes among 90 tumor samples of lung adenocarcinoma in various TNM stages. To verify the gene array data, three genes (Zimp7, GINS2 and NAG-1) were confirmed by real-time RT-PCR in a different set of samples from the gene array. Results: First, we obtained 640 differentially expressed genes in lung adenocarcinomas compared to the surrounding normal lung tissues. Then, from the 640 candidates we identified 10 differentially expressed genes among different TNM stages (Stage I, II and IIIA), of which Zimp7, GINS2 and NAG-1 genes were first reported to be present at a high level in lung adenocarcinoma. The results of qRT-PCR for the three genes were consistent with those from the gene array. Conclusions: We identified 10 candidate genes associated with different TNM stages in lung adenocarcinoma in the Chinese population, which should provide new insights into the molecular basis underlying the development of lung adenocarcinoma and may offer new targets for the diagnosis, therapy and prognosis prediction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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