背景与目标人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)完成后,人类基因组研究的重心逐渐进入后基因组时代(Post-genomic Era),即由结构基因组时代逐渐转向功能基因组时代,同时生物芯片等新技术的应用,生物信息学的发展为后基因组研究提供了有力的工具。而证候-基因组研究也为我们展示了证候研究新的前景,近年来人们几乎同时注意到证候-基因组研究对中医科学发展的重大意义。然而由于证候基因组研究的艰巨性、复杂性、长期性,特别是研究方法的复杂性,使得目前证候基因组的成果却很少,就此从中医的虚寒证入手,以家系基因表达谱芯片为基础,通过基因功能富集分析把信号转导通路引入虛寒证的生物学基础研究,同时也为“证候—基因组”研究探索方法学平台。方法①综合阐述了目前国内外基因芯片数据的分析方法学,为正确应用基因芯片技术提供理论平台,以寻找适合中医药研究的芯片数据挖掘方法。②在临床调查中挑选2个典型的虚寒证家系,以家系内正常人为参照,采用cDNA芯片检测虚寒证的表达谱,然后通过聚类分析、基因功能注释、基因富集分析等生物信息学方法深入挖掘虛寒证的生物学本质,数据分析后,以分析结果为基础通过线粒体基因组研究进一步证实虚寒证的生物学基础。结果系统得阐述了现代基因芯片数掘挖掘的方法学,特别是数据深入分析方法,如基因功能富集分析,从而为证候-基因组的研究提供方法学平台。通过对两个不同虚寒证家系表达谱数据的生物信息学分析,特别是基因功能富集分析时发现虚寒证与线粒体的电子传递链密切相关;在虚寒证的以药测证中,通过虚寒证病人治疗前后的富集分析时也发现电子传递链有明显的差异;通过对线粒体DNA(mitochondrion DNA,mtDNA)复制启点和重链启动子区测序可以把正常人和虚寒证病人区分开,显示线粒体DNA此区的突变在虚寒证病人中有一定的特异性。讨论①通过两个家系(具有不同的知识背景、生活及居住环境)、4个层次(正常人—轻度虚寒证患者—重度虚寒证患者—治疗明显好转者)的数据深入分析显示虚寒证患者的电子传递链紊乱,对此从生物学角度可以很好地解释虚寒证患者的临床表现;②通过热药疗寒对治疗前后进行表达谱数据的基因功能富集分析时电子传递链显示出明显的差异,并和治疗前后评分的有效率相吻合;③以基因功能富集分析为基础把信号通路研究引入中医“证“的研究,从而能从更高的层次阐释证候的生物学本质;④基因芯片作为一种高通量的筛选方法有望为“证候-基因组”研究提供很好的平台。