研究背景:糖组学是近年来发展起来的生命科学前沿领域之一。糖同核酸一样是重要的生物信息分子,而且是基因信息的延续,在基因组学和蛋白质组学发展的同时,对糖组学的研究也显得非常迫切。糖蛋白糖链和糖脂糖链多存于在细胞表面和细胞分泌的蛋白上,它们不仅可通过糖基化影响蛋白质功能,更重要的是还通过与糖结合蛋白的相互作用调控细胞识别、信号传递、细胞内吞以及细胞生长、分化和凋亡等生物学行为。某些疾病发生时,蛋白质和脂分子糖基化的异常会导致糖链发生结构和数量的改变。糖链的合成是由基因编码的糖基化转移酶催化的,据估计哺乳动物细胞基因组中约有0.5%～1.0%的基因参与糖链的合成与代谢。对特定时期生物体内的参与形成N-与0-糖链的一整套酶系统来进行基因表达谱研究,有助于揭示糖类相关基因与糖链形成的关系,具有诊断学上的重要意义。方法:基因芯片是近些年来应用较为广泛的一种高通量检测技术,本实验采用60-mer寡核苷酸芯片制备方法,对从CFG(Consortium for Functional Glycomics)和CAZY(Carbohydrate-Active enZymes)数据库中对已报道的人的糖基转移酶、糖苷酶和磺基转移酶基因进行筛选,并通过Genebank数据库获取基因的mRNA序列。应用OLIGO6.0软件对mRNA序列进行探针设计并通过Blast同源性比对。合成出60-mer寡核苷酸探针由点样系统点至于氨基化玻片上,经过紫外交联等步骤制备出糖类相关基因芯片。结果:设计出了糖类相关基因的60-mer寡核苷酸探针,糖基转移酶探针130个,糖苷酶探针12个,磺基转移酶探针48个,管家基因探针10个。制备出了糖类相关基因芯片,芯片经过实验验证,证明我们设计和制备的芯片符合杂交实验的要求,能运用于实际样品的研究;通过对大骨节病病人血液与正常血液样本的比较研究,筛选出差异表达的糖类基因49个,其中上调基因28个,下调21个。通过实时荧光定量PCR技术对其中2个表达差异较大的基因进行相对定量,其结果与芯片结果呈现出一致性。本试验设计和制备出了糖类相关基因芯片,为疾病与相关糖类基因关系的研究建立了技术平台。