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本论文的研究目的之一是在实验室前期对100μmol/L和200μmol/L两种浓度的镍离子细胞毒性基因表达芯片实验的基础上，采用生物信息学的分忻方法，对镍离子细胞毒性基因表达芯片实验数据进行分析，从基因组水平上探索Ni<2+>离子对细胞毒性的分子机理，评价其分子生物相容性。分析的对象是100μmol/L和200 μmol/L两种浓度的镍离子作用小鼠结缔组织成纤维细胞(L929)前后的基因表达谱实验数据，利用 Cluster & TreeView软件对基因表达数据进行样本和基因聚类，将聚类结果按表达模式分类，详细描述各类基因表达变化；利用基于 GO (Gene Ontology)基因功能分类体系的(GoSurfer软件，将差异表达基因进行功能分类，通过差异表达基因的富集程度来寻找实验条件相关的基因功能类；利用IngenuityPathway Anatysis(IPA)分析平台对差异表达数据进行基因作用网络和路径分析，结合文献知识探讨Ni<2+>离子对细胞的分子毒性机理。研究目的之二是探索研究生物材料与机体相互作用的机理的新途径，为建立基于基因表达芯片技术的生物材料相容性评价的新方法打下基础。
本论文的具体工作如下：
1．整理100 μmol/L和200μmol/L两种浓度的镍离子细胞毒性基因表达芯片实验的实验数据，筛选出每个实验组在两次实验中均差异表达、表达趋势一致且有基因标识的基因。统计100 μmol/L和200 μmol/L两种浓度的镍离子分别作用细胞12h、24h、48h和72h的差异表达基因，分析差异表达数据的变化趋势，并对两个浓度各实验组的差异表达数据进行比较，对镍离子可能导致的差异表达情况趋势的变化进行简单讨论。
2．运用Cluster & TreeView软件对差异表达数据进行聚类分析，首先对200 μmol/L镍离子作用细胞12h、24h、48h和72h发生差异表达的2439个基因进行层次聚类分析，200μMNi<2+>处理48h实验组与72h实验组的基因表达差异情况最相似，可能说明了在200μM Ni<2+>处理48h，72h或更长的时间大量基因的表达有一定的相似性。并且将聚类结果按表达模式分类，详细描述各类基因表达变化情况。接着又对100 μmol/L 和200 μmol/L 两个浓度Ni<2+>作用细胞所有发生差异表达的基因(2998个)进行聚类分析，200μM-12h组与100μM-12h组两个实验组被聚类在一起，说明这两个实验组的差异表达状况相似，可能也说明在短时间内细胞对这两个浓度Ni<2+>的应激响应过程类似；100μM-24h组和100μM-48h组聚类在一起，这两个实验组的差异表达情况相似，可能说明100μM时24h和48h基因的差异表达在这两个时间段内保持延续；200μM-48h组和200μM-72h组聚类在一起，和单独分析200μM实验组是的聚类结果一致，说明这两个实验组的基因表达情况很类似。
3．采用基因功能分类软件GoSurfer，依据GO(Gene Ontology)体系进行差异表达基因的功能分类，通过基因在给分类中的富集情况分析与差异表达基因相关的功能类。分析结果显示在细胞过程、应激、发育、生理过程、生物过程的调节、结合、信号传导活性、转录调控活性、运输活性、催化活性等功能类中有较多的差异表达基因出现。
4．利用JPA(Ingenuity Pathway Analysis)分析系统，分析100μM和200μM Ni<2+>处理细胞的八个时间组所有发生过差异表达的基因，生成基因网络100个。详细讨论前9个基因网络。通过对调控网络中基因功能和关系的综合分析，结合文献资料总结镍离子对细胞正常生命活动可能产生的部分直接或间接的影响。