基于铜死亡相关基因的慢加急性肝衰竭的机制研究

目的 探究铜死亡相关基因在慢加急性肝衰竭(Acute-on-chronic liver failure, ACLF)发生发展中的作用,从而进一步研究ACLF与铜死亡相关的发病机制。方法 从GEO(Gene Expression Omnibus, GEO)数据库中下载ACLF相关数据。利用R软件筛选GEO数据库中ACLF与慢性肝病对比的差异表达基因(Differentially expressed genes, DEGs)和铜死亡相关基因的取交集,对共同差异基因通过GSEA(Gene Set Enrichment Analysis,基因集富集分析)分别进行单基因GO/KEGG富集分析,对相关基因通路富集结果结合铜死亡代谢图绘制铜死亡相关ACLF机制图。结果 共筛选出3个关于铜死亡相关的ACLF差异表达基因(P<0.05),进一步分析得出与铜死亡相关ACLF发生发展机制。结论 通过生物信息学分析,筛选出可能参与ACLF发病机制的铜死亡相关基因和信号通路,以期为ACLF的发病机制的研究提供理论基础以及对ACLF的发生发展和治疗提供新的靶点和策略。     

基于生物信息学技术分析老年自发性脑出血的相关通路及关键基因

目的 基于生物信息学技术分析老年自发性脑出血的相关通路及关键基因.方法 2021年9—10月,从基因表达数据库(GEO)下载GSE24265数据集,从其中选取4个血肿周围区域样本作为实验组,相应的4个对侧灰质样本作为对照组.采用R软件及相关安装包进行数据预处理、差异基因的筛选和GO功能、KEGG通路富集分析及基因集富集...     

基于生物信息学方法对颅内动脉瘤破裂铁死亡相关特征基因的综合分析

目的 通过生物信息学方法综合分析颅内动脉瘤(IA)破裂特征基因,构建IA破裂风险的基因预测模型及药物调控靶点预测。方法 自美国国家生物信息中心基因表达综合(GEO)数据库中下载GSE13353和GSE122897数据集,分别用于筛选IA破裂的特征基因和验证。对IA破裂铁死亡相关的差异基因进行基因本体(GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析;通过LASSO回归和机器学习-支持向量机递归特征消除算法筛选出IA破裂的特征基因;通过受试者工作特征(ROC)曲线,并计算曲线下面积(AUC),评估特征基因模型对IA破裂预测的准确性;基因集富集分析(GSEA)量化特征基因和相关通路活性;对IA组织中免疫细胞的浸润情况以及与特征基因相关性进行分析;使用药物基因相互作用数据库(DGIDB)和Cytoscape软件构建IA破裂特征基因的药物调控网络。结果 自GEO数据库中下载了GSE13353数据集,其中未破裂IA患者8例,破裂IA患者11例。从FerrDb数据库下载铁死亡相关基因731个,去除非人类种属335个,最终获得铁死亡相关基因396个,对其进行差异分析后得到90个差异基因(...     

肺动脉高压关键基因的筛选及生物信息学分析

目的 :筛选肺动脉高压发生的关键基因,推断与肺动脉高压相关的一些微小RNA(microRNA)功能,为进一步探索肺动脉高压可能的潜在调控靶点提供理论依据。方法:从基因表达数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)下载3个人肺组织来源的基因芯片,应用R语言和GEO2R筛选肺动脉高压患者与正常人肺组织中差异表达基因和差异表达microRNA,并通过DAVID 6.8数据库进行基因功能分析和信号通路富集分析,STRING在线数据库构建蛋白之间相互作用可视化网络图(PPI),TargetScan数据库预测差异microRNA靶基因,Cytoscape 3.6.1软件构建microRNA-mRNA网络。结果:获得226个差异基因,这些差异基因主要涉及细胞趋化、炎症反应等生物学过程,主要参与造血细胞系、性别等方面的信号通路,从PPI中识别出10个关键基因HGF、KIT、VCAM1、CXCL12、ITGAM、FPR1、CXCL9、CXCR1、TLR8、CXCR2;获得29个差异microRNA,构建了microRNA-mRNA网络,并从网络中识别出5个关键microRNA。结论:本研究利用GEO数据库筛选出可能参与肺动脉高压发生的关键基因和关键microRNA,为肺动脉高压的研究和治疗提供了新视角。     

非小细胞肺癌差异基因的筛选及预后分析

目的利用生物信息学方法分析非小细胞肺癌(NSCLC)基因表达谱芯片,筛选差异基因,分析其与预后的关系。方法从GEO数据库下载芯片数据(GSE19804、GSE27262、GSE18842),利用GEO2R软件筛选差异基因,通过基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)进行差异基因的功能及通路富集分析,用STRING数据库构建蛋白-蛋白相互作用网络,Cytoscape筛选出核心基因。Kaplan-Meier plotter数据库进行预后分析,采用实时荧光定量PCR(QPCR)检测目的基因在NSCLC组织中的表达。结果共筛选出401个差异表达基因,GO分析结果表明差异基因主要参与血管生成、细胞粘附、调节细胞增殖等生物学过程。通过Cytoscape软件筛选出29个核心基因。预后分析显示ASPM低表达患者的总生存期较高表达患者明显延长。QPCR显示ASPM在NSCLC组织中高表达,差异有统计学意义。结论ASPM在NSCLC组织中高表达,与患者的预后相关,可能是NSCLC潜在的治疗靶点。     

高血压合并心力衰竭相关基因的筛选、分析及验证

目的:筛选、分析高血压合并心力衰竭(心衰)的差异基因并通过实验验证。方法:从GEO数据库中搜索并下载与高血压合并心衰相关的mRNA芯片数据集GSE2116和GSE19210,使用R语言软件分析差异基因并筛选得到二者芯片共同的差异基因。通过Metascape对差异基因进行富集分析,运用STRING工具构建差异基因的蛋白互作网络,并使用Cytoscape分析其中的关键基因。最后构建高血压合并心衰的模型大鼠,并通过qRT-PCR检测关键基因在模型大鼠左心室组织的表达情况。结果:从芯片中筛选得到50个表达上调和32个表达下调的共同差异基因,功能分析显示其主要富集于炎症反应、氧化应激反应、PI3K/Akt信号通路和Toll样受体通路。构建蛋白互作网络并从中分析筛选得到10个关键的差异基因,qRT-PCR的结果表明除Lbp外其余9个关键基因的表达情况与芯片结果一致。结论:本实验应用生物信息学分析的方法筛选出高血压合并心衰相关的差异基因,并对其进行了功能分析和实验验证,为寻找与高血压合并心衰发生发展及治疗相关靶点的研究提供了新的思路。     

基于生物信息学方法筛选结肠癌进展相关的枢纽基因

目的 利用生物信息学方法筛选结肠癌进展相关的差异表达基因(DEGs).方法 从GEO数据库下载GSE127069、GSE145626数据集,运用GEO在线分析工具GEO2R提取这两个数据集的原始数据,利用韦恩图在线分析工具筛选DEGs.利用基因功能注释在线工具DAVID对DEGs进行GO功能注释和KEGG通路富集分析;...     

肥胖合并急性心肌梗死患者血小板基因表达谱分析

目的:比较分析急性心肌梗死首次发作人群中,BMI正常的患者与肥胖患者之间血小板基因表达的差异性,并探讨这些基因对急性心肌梗死可能造成的影响。方法:从GEO数据库中检索获取患者的芯片数据,并根据数据库中所提供的BMI将患者分为BMI正常组和肥胖组,接着通过GEO2R筛选出差异表达基因,并运用DAVID数据库对差异表达基因进行GO富集分析和KEGG通路分析,然后运用STRING数据库以及Cytoscape软件筛选出其中的关键基因。结果:共筛选出550个差异基因,其中上调基因432个,下调基因118个。GO富集分析显示,差异基因主要在膜构成、细胞外基质、信号转导以及GTP酶活性正调控等功能富集。KEGG分析提示,差异基因主要参与cAMP信号通路、多巴胺能神经突触、胰岛素分泌信号通路、T细胞信号通路和FOX信号通路的调控。共筛选出ALB、KDR、HDAC2、IL10、EIF4A3、ERBB4、NRP1、GDNF、NPM1和NUP43等10个得分较高的基因,其中ALB和KDR为蛋白相互作用网络的核心节点。结论:血小板基因表达水平在肥胖和BMI正常患者之间存在明显差异,这些差异基因可能因BMI升高引起,并可能促进急性心肌梗死的发生。     

结核病潜在关键基因的生物信息学分析

目的通过生物信息学方法筛选结核病的关键基因,为结核病的防治及科研提供新的研究方向和思路。方法分析GEO(Gene Expression Omnibus)数据库的两个系列微阵列数据集(GSE19443和GSE19444),使用在线工具GEO2R来获取结核病患者和健康对照组间的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。然后对差异表达基因进行基因本体论分析(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书相关富集通路分析(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG),通过构建蛋白-蛋白互作(Protein-protein interaction,PPI)网络来筛选出在结核病的发生发展中起着较为重要的关键基因及其潜在的病理机制,使用Cytoscape软件的Genemania插件进一步重预测差异基因的潜在的功能。结果经过GEO2R分析后,一共获得143个与结核病相关的差异表达基因,其中包含48个表达上调基因和50个表达下调基因;GO和KEGG分析表明,上调的差异表达基因与癌症和系统发育相关,而下调的差异表达基因主要集中在炎症免疫方面。PPI网络显示STAT1、GBP5、OAS1、CTNNB1、GBP1等基因在结核病中起关键作用。结论筛选的143个结核病关键基因主要富集在免疫方面,其低表达可能是感染结核杆菌后发病的主要原因,为结核病靶向诊治提供了理论参考。     

肺腺癌关键基因的鉴别及预后

目的 利用生物信息学方法对肺腺癌基因表达谱进行研究,筛选出该病发生相关的关键基因.方法 通过对GEO(Gene Expression Omnibus)数据库中肺腺癌患者基因芯片数据的检索获取基因表达数据,利用美国国立卫生研究院提供的GEO2R基因差异表达在线分析工具进行数据分析,然后对差异基因进行GO和KEGG富集分析...     

基于GEO数据库的克罗恩病差异表达基因生物信息学分析

目的寻找克罗恩病(Crohn’s disease, CD)的差异表达基因,进一步筛选与CD发生相关的潜在靶点,为CD的防治提供新思路。方法从GEO数据库下载GSE83448基因芯片,利用GEO2R在线分析工具筛选出CD患者与健康人群肠黏膜组织的差异表达基因■,并采用GraphPad Prism 8.0.1作图进行可视化展示。使用Metascape在线数据库和String网站对差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)分别进行富集分析和蛋白质互相作用(PPI)分析,使用Cytoscape 3.8.0软件构建PPI网络图,筛选功能模块和关键基因。结果共筛选出206个DEGs,其中上调基因68个,下调基因138个。基因本体分析提示DEGs在生物过程主要富集于细胞外结构组织、视黄醇代谢过程和消化等;在细胞组成主要富集于刷状缘、细胞的顶端部分、含胶原蛋白的细胞外基质等;在分子功能主要富集于雌激素16-α-羟化酶的活性、糖胺聚糖结合和脂质转运体活性等。通路分析提示,DEGs富集于蛋白质消化吸收、化学致癌作用、胆汁分泌、PPAR信号通路、脂肪消化吸收、紧密连接、肾素-血管紧张素系统、淀粉和蔗糖的代谢、色氨酸代谢、胰腺分泌、AGE-RAGE信号通路等。利用Cytoscape筛选出两个显著相互作用模块和10个关键基因,分别是MMP2、COL4A1、CTGF、POSTN、COL1A2、GCG、COL5A1、HSPG2、COL6A1、NTS。结论 CD中的DEGs与疾病的发生发展相关,富集分析和关键基因筛选为更深入研究CD的发病机制和治疗靶点提供方向。     

基于生物信息学的骨关节炎差异基因谱预测

目的应用生物信息学对骨关节炎与正常骨关节炎滑膜间差异基因进行分析,探索骨关节炎的发病机制。方法从GEO数据库下载与骨关节炎相关数据芯片,应用R语言中“limma”包筛选出差异基因,并利用R语言中“ClusterProfiler”包对筛选的差异基因进行功能GO分析及KEGG信号通路分析;应用STRING在线数据库分析差异基因的蛋白-蛋白相互作用关系,利用Cytoscape中的“Cytohubba”获取关键基因和“MCODE”寻找功能模块,并应用DAVID数据库对基因进行功能富集。结果基于P<0.05,|log2FC|>1的条件,共筛选出320个差异基因,包含上调基因172个,下调基因148个,其主要涉及细胞增长、细胞黏合、骨骼肌增长、铁离子结合、泛素蛋白连接酶结合、激素受体结合等多种细胞生理活动;且主要富集在MAPK信号通路,脂肪酸代谢通路,凋亡通路、JAK-STAT信号通路,原发性免疫通路,造血细胞谱系通路中。基于蛋白互作网络中共获取10个关键靶基因,包含CTNNB1,GSK3B,STAT1,RHOC,HDAC9,PSEN1,KDM5C,BACE1,JAK3和CUL1。其关键功能模块主要是涉及JAK-STAT信号通路,PI3K-Akt信号通路。结论应用生物信息学分析的方法筛选出骨关节炎的差异表达基因谱,并进行了功能预测,为骨关节炎的治疗提供新的思路。     

轻度认知障碍患者血浆中差异表达microRNA生物信息学分析

目的 应用生物信息学方法分析轻度认知障碍(MCI)患者血浆中差异表达microRNA。方法 从美国国立生物技术信息中心(NCBI)公共数据平台的GEO数据库检索并筛选MCI相关基因芯片数据集,使用GEO2R在线分析工具筛选差异表达的microRNA;利用TargetScan7.2在线预测工具预测差异表达microRNA的靶基因,并通过String数据库构建编码蛋白相互作用(PPI)网络及利用Cytoscape的CytoHubba插件筛选关键基因(Hube gene);利用Cytoscape3.7.2软件构建差异表达microRNA的microRNA-靶基因相互作用网络,筛选关键microRNA;运用R语言分析包对差异表达microRNA的靶基因进行基因本体论(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析。结果 筛选出14个显著下调的microRNAs,通过在线工具预测14个microRNA的靶基因并构建PPI和microRNA-靶基因的相互作用网络,结果显示hsa-miR-27b、hsa-miR-146a、hsa-miR-23a和has-miR-93*是核心网络中的关键mi...     

急性胰腺炎基因表达谱芯片的生物信息学分析及药物筛选

目的应用生物信息学方法筛选急性胰腺炎(AP)差异表达基因(DEGs)及相应的候选治疗药物。方法从基因表达数据库(GEO)中下载小鼠AP相关的高通量芯片数据集(GSE109227和GSE65146),使用GEO2R筛选DEGs。利用DAVID数据库对DEGs进行基因本体功能富集和通路富集分析。在String数据库中建立蛋白-蛋白相互作用关系(PPI)并利用Cytoscape软件进行可视化,筛选出子网络模块和关键基因。预测关键基因相关的miRNAs并通过比较毒物遗传学数据库(CTD)针对关键基因进行治疗药物的筛选。结果从高通量芯片数据集GSE109227和GSE65146中共筛选到130个上调基因和16个下调基因。DEGs主要参与炎症反应、中性粒细胞趋化、TNF介导的细胞反应、正调控基因表达等生物学过程,且参与细胞外基质受体相互作用、肌动蛋白细胞骨架的调控、白细胞内皮迁移、Focal adhesion等信号通路。在PPI网络中,共筛选出12个关键基因和6个子网络模块。miR-199a-5p、miR-1-3p等miRNAs可能作用于关键基因转录后调控。CTD数据库中筛选到染料木黄酮、白藜芦醇、槲皮素可降低关键基因表达水平。结论利用生物信息学方法筛选的相关基因可能在AP发生中具有重要作用,并可作为药物的筛选依据。     

锯齿状息肉病综合征的关键基因与潜在治疗药物的生物信息学筛选

目的基于生物信息学方法利用GEO芯片数据库分析锯齿状息肉病综合征(serrated polyposis syndrome,SPS)的关键基因,探索SPS的分子调控机制及潜在的治疗药物。方法从GEO数据库下载GSE19963数据集,利用GEO2R分析SPS组织样本和正常结肠黏膜组织样本的表达数据,利用DAVID数据库对差异表达基因进行富集与功能注释。利用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,分析其关键基因,利用药物基因组学数据库CMap探索具有潜在治疗SPS作用的小分子药物。结果从GSE19963芯片数据集中共获取230个差异表达基因,其中157个为上调基因,73个为下调基因。上调的差异表达基因显著富集于细胞间粘附、脂类物质的生物合成、氧化还原及类固醇的生物合成等过程,下调的差异表达基因显著富集于金属离子的结合、矿物质吸收及细胞色素P450途径等过程。根据PPI网络,筛选出5个关键基因。通过CMap数据库筛选到10个具有潜在治疗SPS作用的小分子药物。结论通过生物信息学筛选出的关键基因及构建的PPI网络有助于全面了解SPS发生的分子机制,为探索关键基因作为临床诊断及治疗的分子靶标提供了可靠的研究方向,筛选出的小分子药物可作为潜在治疗SPS作用的关键药物进行研发。     

基于生物信息学探讨与铜死亡相关的早、晚期动脉粥样硬化的差异基因及潜在标志物

[目的]通过生物信息学的方法筛选出与铜死亡相关的早、晚期动脉粥样硬化的差异基因,探讨其作用机制,并预测其潜在标志物。[方法]从GEO数据库中下载符合早、晚期动脉粥样硬化相关的信息(GSE28829和GSE43292数据集),进行标准化处理等,从文献中获得19个铜死亡相关基因,并对铜死亡相关基因进行差异分析、富集分析、共识聚类算法、主成分分析、免疫细胞浸润和筛选核心基因以找到其作用机制及潜在标志物。[结果]最终筛选出10个铜死亡相关差异基因表达,铜死亡相关差异基因相关性分析显示GLS与DBT呈强正相关(r=0.78,P<0.001),NLRP3与DBT、GLS呈强负相关(r=-0.62,P<0.001);铜死亡相关差异基因的GO富集分析显示,主要与铜离子输运、铜离子稳态等过程有关,且KEGG分析显示主要富集在铂耐药性、矿物质吸收、癌症中的中心碳代谢通路上。通过MCODE插件筛选出核心基因SLC31A1、MTF1、ATP7B和ATP7A 4种;免疫细胞浸润以M2巨噬细胞、M0巨噬细胞、静息CD4⁺T细胞和CD8⁺T细胞为主(P<...     

基于抗体的特发性炎性肌病患者外周血基因表达谱分析

目的通过对抗黑色素瘤分化相关基因5(MDA5)抗体阳性和抗Jo-1抗体阳性的肌炎患者外周血单个核细胞(PBMCs)进行基因表达谱的分析, 以阐明特发性炎性肌病亚型的病理生理学机制。方法①用Illumina HT-12 v4表达谱芯片对12例抗MDA5抗体阳性和16例抗Jo-1抗体阳性的肌炎患者及43名健康对照者的PBMCs进行基因表达谱筛查和分析。应用非配对t检验, 经Benjamini-Hochberg校正, 选取基因表达信号倍数变化的绝对值≥2且校正P<0.05为差异表达基因。将差异基因集进行基因本体论数据库(GO)功能富集分析和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析, 以P<0.05作为显著性富集的阈值。②用实时荧光聚合酶链反应(real time-PCR)对差异表达基因进行验证, 采用Kolmogorov-Smirnov检验对连续型变量进行正态性检验, 符合正态分布且方差齐性, 采用单因素方差分析, 不符合正态分布则用Kruskal-Wallis检验, P<0.05为差异有统计学意义。结果①分析抗MDA5抗体和抗Jo-1抗体阳性患者PBMCs的基因表...     

基于基因表达综合数据库芯片的慢性心力衰竭生物标志物的筛选与生物信息学分析

目的:对慢性心力衰竭(CHF)患者基因芯片数据进行生物信息学分析,寻找表达特征基因谱。方法:利用基因表达综合数据库(GEO)中基因芯片数据筛选出CHF信息的芯片。分别采用GO富集分析和KEGG富集分析对差异基因进行功能注释和通路分析。结果:CHF患者外周血样品中9个基因存在差异表达,其中4个(CX3CR1、HSPA1L、DYNLL1、MYC)表达上调,5个(JUN、ZNF331、RORA、TRIM13、PPP1R16B)表达下调。这些差异表达的基因被富集到不同的生物学过程或分子功能的子集中,主要集中在14个方面,在分子功能—蛋白质结合方面富集最显著(GO:0005515),同时主要富集在Inflammatory bowel disease (IBD)、MAPK signaling pathway、Erb B signaling pathway和Colorectal cancer四条通路上。结论:通过对GEO数据库中CHF的表达数据分析研究而筛选出的差异表达基因,可能为该疾病的早期诊断治疗和靶向药物的开发提供重要理论依据。     

抗肌营养不良蛋白通过MAPK信号通路参与特发性肺纤维化发病机制的研究

目的结合生物信息学分析结果研究抗肌营养不良蛋白(DMD)在特发性肺纤维化(IPF)中的作用及分子机制。方法从GEO数据库下载IPF数据集GSE47460、GSE150910及GSE135893, 验证DMD表达, 随后下载IPF数据集GSE27957、GSE28042和GSE93606, 分析DMD表达水平与IPF患者预后的关系。挑选GSE150910数据集, 根据DMD表达水平的中位数, 将样本分为DMD高表达组和DMD低表达组, 采用R 4.1.3软件对2组基因进行差异基因分析, 根据差异基因进行功能富集分析和通路预测。采用随机数字表法, 将12只6～8周龄C57BL/6小鼠随机分为对照组和实验组, 每组6只。实验组小鼠气管内滴注博来霉素(BLM)构建肺纤维化模型。取小鼠肺组织进行免疫组织化学染色和实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR), 检测DMD的蛋白和mRNA表达水平。将A549细胞分为NC-shRNA组、BLM组、NC-shRNA+BLM组和DMD-shRNA+BLM组。应用蛋白质印迹法检测各组衰老相关蛋白p21、凋亡蛋白Bax、MAPK信号通路相关蛋白以及Ⅰ型胶原蛋...     

基于生物信息学分析的结核病诊断及治疗新型生物标志物的筛选

目的 利用生物信息学方法筛选结核病诊断和治疗的潜在新型生物标志物。方法 从美国基因表达数据库(the Gene Expression Omnibus, GEO)下载数据集GSE34608和GSE54992用于筛选结核病的差异表达基因(DEG),通过R软件对DEGs进行基因本体论(Gene Ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)通路富集分析,登陆STRING网站进行差异表达基因间的蛋白-蛋白相互作用(Protein-Protein Interaction, PPI)分析,并利用Cytoscape软件分析PPI的关键模块和关键基因。利用基因数据集GSE116542、GSE34608、GSE25435筛选共同差异表达miRNA(DE miRNA),采用实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)验证筛选的关键基因,采用Cytoscape软件构建DEG-DE miRNA网络。结果 共筛选出379个差异表达基因,其中225个基因表达上调,154个基因表达下调。这些DEGs主要与先天免疫反应...