生物信息学分析筛选肺腺癌靶基因及评估预后的价值

目的 基于生物信息学分析筛选肺腺癌靶基因及评估预后价值。方法 对三个数据集（GSE118370、GSE32863、TCGA-LUAD）分别使用limma和edgeR包筛选出肺腺癌差异表达基因,对共同差异基因进行功能富集分析,通过String数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络,采用Cytoscape进行可视化分析并用其插件cytoHubba来筛选关键基因,采用Kaplan-Meier曲线进行总体生存分析。结果 共224个共同差异基因,其中上调基因34个,下调基因190个。共同差异基因在血管生成、白细胞调节、免疫反应等生物学过程富集。通过从PPI网络中筛选出8个关键基因,分别为IL6、VWF、PECAM1、SPP1、CDH5、CXCL12、TIMP1、CLDN5。生存分析显示,PECAM1与LUAD的预后有关。肿瘤组织中PECAM1表达高于正常组织,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论 PECAM1是一种与肺腺癌预后相关的新的生物标志物,有望成为肺腺癌的一个治疗的靶点。     

胃相关性疾病伴肠上皮化生差异表达基因及中药预测的生物信息学分析

目的：通过生物信息学方法筛选胃相关性疾病伴肠上皮化生（IM）的关键基因与通路,探讨其发病机制及潜在治疗靶点,进而预测治疗IM的中药。方法：从公共基因芯片数据库（GEO）数据库中下载包含IM患者的胃黏膜基因表达谱数据,利用Rstudio3.5.2筛选出IM组织与正常胃黏膜组织的差异表达基因（DEGs）;使用DAVID 6.8数据库对DEGs进行GO和KEGG富集分析;基于STRING数据库和Cytoscape 3.6.1软件构建蛋白相互作用（PPI）网络,明确关键基因及核心功能模块;通过将关键基因与医学本体信息检索平台（Coremine Medical）相对应,筛选治疗IM的中药。结果：纳入2个包含IM的基因芯片数据集GSE78523和GSE60427,将2个数据集中IM相关的DEGs取交集获得135个基因,其中上调基因90个、下调基因45个。GO分析结果显示,DEGs主要涉及消化、细胞增殖的调控、细胞间黏附、钠离子跨膜转运、钾离子转运、胆囊收缩素信号通路、单核细胞趋化性、白细胞迁移、细胞外泌体等功能。KEGG通路富集结果显示DEGs显著富集于胃酸分泌、氮代谢、肾素-血管紧张素系统、蛋白...     

动脉粥样硬化进展中差异免疫相关基因与免疫细胞的相关性及潜在干预中药的探索

目的：探讨动脉粥样硬化（AS）进展中差异免疫相关基因（DIRGs）与免疫细胞的相关性及干预DIRGs中药的一般规律。方法：首先，从GEO数据库中获取GSE28829数据集，从ImmPort数据库和MSigDB数据库中下载免疫相关基因。其次，利用limma包筛选GSE28829中早期AS斑块（EAP）和晚期AS斑块（AAP）间的差异表达基因，并与免疫相关基因取交集获取DIRGs;clusterProfiler包对DIRGs进行富集分析；构建DIRGs的蛋白互作网络，筛选网络中Hub基因。然后利用CIBERSORT反卷积法分析22种免疫细胞的浸润模式，筛选差异免疫细胞，并利用Pearson法分析其与Hub基因的相关性。最后，利用Coremine Medical数据库预测干预DIRGs的中药，收集其性味归经信息。结果：共获得63个DIRGs，筛选出10个Hub基因（CD86、TLR2、TYROBP、CCR1、ITGB2、CCL2、CCL4、CSF1R、CXCR4、CTSS）。富集分析结果显示，DIRGs的分子功能、生物学过程和信号通路与免疫调节密切相关。免疫细胞浸润分析结果显示，EAP中调节...     

miR-20a-3p、miR-449b-5p在妊娠糖尿病中的表达及临床意义

目的 通过基于基因表达数据库（GEO）的基因表达数据，描述miR-20a-3p、miR-449b-5p与妊娠糖尿病之间的关系。方法 本研究选择了GEO数据库中的GSE182737及GSE98403两个数据集，将妊娠糖尿病组（GDM）和正常组（normal）的外周血标本分别作为实验组和对照组，分别筛选表达差异cicrRNA及miRNA，通过cicrRNA数据库筛选靶向miRNA，取交集miRNA。利用mirPATH软件对交集的差异miRNA行京都基因与基因组百科全书（KEGG）、基因本体（GO）功能分析。收集2019年1月至2020年12月在常熟市第二人民医院产科就诊的GDM的患者60例，同期正常妊娠的产妇60例，对采集的血液标本进行qPCR验证miR-20a-3p、miR-449b-5p的表达。结果 GSE182737的差异cicrRNA为10个，GSE98403的差异miRNA为73个，两个数据集表达差异miRNA交集为7个。通过miPATH软件对交集的差异miRNA行KEGG富集，结果显示在脂肪酸代谢及合成等通路上显著富集。GO富集分析显示在应激反应及细胞死亡等通路上显著富集。通过...     

前列腺癌不良预后相关差异甲基化基因筛选

目的识别与前列腺癌不良预后相关的差异甲基化基因,为寻找治疗靶点提供数据支持。方法利用GEO数据库的4个前列腺癌基因芯片数据集GSE46602、GSE69223、GSE6919和GSE32269进行差异基因的筛选,并与TCGA数据相比对。通过David数据库对其进行功能富集分析。采用String数据库构建了基因编码蛋白之间PPI网络,随后利用Cytoscape软件进行分析并实现可视化。通过TCGA甲基化数据,考量基因的甲基化水平,并利用临床数据观察其差异表达对预后的影响。结果 GEO数据库筛选得到差异基因600个,与TCGA数据比对后,得到差异基因301个。激活了癌症、p I3K-Akt和cGMP-PKG信号通路。构建PPI网络,分析出10个网络关键节点,进一步做差异甲基化分析,发现过表达基因EZH2、TOP2A、GTSE1和HOXC6存在启动子区低甲基化情况,低表达基因CAV1启动子区高甲基化。其中基因EZH2、GTSE1和HOXC6的过表达与前列腺癌的不良预后相关。结论选取不同平台的前列腺癌数据,通过生物信息学分析,筛选出与不良预后相关的差异甲基化基因,为前列腺癌治疗提供新的分子靶点。     

乳头状甲状腺癌差异表达基因的筛选及生存分析

目的利用生物信息学方法筛选乳头状甲状腺癌（PTC）的关键基因及其所在信号通路，探讨其致癌机制。方法 从基因表达综合数据库（GEO）的两个测序平台的7个GSE芯片中获得PTC和癌旁组织样本的数据。首先利用R语言分别筛选出两个测序平台样本的差异基因，然后通过Metascape和STRING对差异基因进行生物学功能、信号通路分析和蛋白质-蛋白质相互作用分析,最后利用Cytoscape 3.5.1软件筛选出关键基因。结果 两个测序平台的样本求交集共获得302个差异表达基因，其中149个基因上调，153个基因下调，利用Cytoscape 3.5.1软件筛选出15个关键基因，其中12个关键基因位于细胞外基质受体相互作用信号通路中。利用UALCAN数据库对15个关键基因进行生存分析，其中4个基因的表达水平变化与患者的生存时间紧密相关。结论 利用生物信息学技术对来自7个PTC基因芯片数据集的信息进行分析，弥补了小样本结果的不一致性，提高了结果的可靠性和稳定性，并且筛选出了15个关键基因，发现了细胞外基质受体相互作用信号通路在甲状腺癌的发生发展中的重要作用。     

基于WGCNA分析狼疮肾炎的关键基因

目的：筛选狼疮肾炎（LN）潜在的高风险致病基因及生物学过程和通路,为LN的发病机制提供理论依据。方法：从高通量基因表达（GEO）数据库中下载GSE86425数据集,使用R语言“WGCNA”包分析正常肾脏组织和LN肾脏组织中共表达基因的变化。使用“clusterProfiler”包对与LN高度相关的模块进行功能富集分析。利用“LIMMA”包筛选出差异表达基因（DEGs）,筛选出二者的共同致病基因并导入STRING数据库中进行蛋白-蛋白网络互作（PPI）分析,最后导入Cytoscape软件中筛选出关键基因（Hub）。采用RT-PCR进一步验证SNF1裸鼠对照组和LN组肾脏组织中Hub基因的表达水平。结果：获得1个与LN高度相关的模块（brown模块,Cor=0.86,P<1e-200）,其主要参与T细胞活化、细胞因子产生的正向调节、细胞外基质结构成分等。共筛选出294个DEGs,主要与白细胞迁移、中性粒细胞趋化作用、细胞因子介导的信号传导途径、对防御反应的正向调节等生物过程等有关。并筛选出Trim30a、Cxcl10、Irf7和Stat1 4个Hub基因。RT-PCR证实这些基因在L...     

生物信息学分析导致类风湿关节炎性别差异的关键基因与信号通路北大核心CSCD

目的:通过生物信息技术分析探讨类风湿关节炎(RA)发病机制中性别间生物学差异的关键基因和通路。方法:从GEO数据库中获取GSE55457、GSE55584、GSE12021中正常男女性滑膜样本和RA男女性患者滑膜样本的基因表达数据,将数据整合并使用R软件对差异表达基因(DEGs)进行鉴定。使用在线工具DAVID数据库对DEGs进行GO分析和KEGG分析。使用Cytoscape 3.6.0构建DEGs的蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI),并进行模块分析。结果:男性组高表达基因416个,低表达基因336个,女性组高表达基因744个,低表达基因309个。在男性RA发病中,IL-6、MYC、EGFR、FOS和JUN被认为是关键基因;在女性RA发病中,IL-6、ALB、PTPRC、CXCL8和CCR5被认为是关键基因。结论:生物信息学分析筛选出的差异基因分别参与男性和女性RA疾病进展的不同机制,为RA发病机制的探究提供了理论依据。     

阿尔茨海默病关于年龄因素的差异基因表达分析

目的 分析阿尔茨海默病（AD）随年龄增长表达变化的基因。方法 通过Qlucore Omics Explorer（QOE）软件分析数据库Gene Expression Omnibus（GEO）中的GSE36980和GSE53890数据集,在严格的统计学设定前提下,以两组比较和线性回归方式,选出阿尔茨海默病和年龄相关的基因,并用在线工具DAVID进行Gene Ontology (GO)功能富集分析。 结果 筛选出20个和年龄相关的阿尔茨海默病差异基因。GO功能富集分析表明,这些基因涉及的生物学过程有蛋白质代谢、细胞周期和神经代谢调控;涉及的细胞组成包括轴突,质膜,突触,细胞骨架,胞内无膜结构细胞器;涉及的分子功能为嘌呤核苷酸结合蛋白和金属离子结合蛋白。结论 PDE2A等20个基因随个体年龄增高,其基因表达降低,提示其不仅与神经系统的衰老程度相关,而且可能与阿尔茨海默病的发病机理相关。     

基于蛋白质互作网络的鼻咽癌基因模块化分析

目的基于蛋白质互作网络,筛选调节鼻咽癌的基因模块,为鼻咽癌的分子诊断和治疗提供新的靶点。方法利用GEO数据库中鼻咽癌的数据集(GSE12452)和SAM软件,筛选鼻咽癌中差异表达基因。利用String数据库,建立鼻咽癌中差异表达基因的蛋白质互作网络。基于构建的网络,利用生物信息学模块化分析方法筛选在鼻咽癌发生发展过程中起重要作用的基因模块。根据DAVID数据库,对模块进行GO分析,挖掘模块的调控功能。结果本次研究中共筛选出在鼻咽癌中差异表达的基因2 634个。根据String数据库,我们发现这些差异基因中共有4 729对蛋白质互作对,并据此建立鼻咽癌中的蛋白质互作网络。利用模块化分析筛选出蛋白质互作网络中的7个基因模块,GO分析显示这些模块的功能主要为调控细胞周期、糖代谢、细胞黏附、氧化还原反应等。结论鼻咽癌的蛋白质互作网络中共有7个基因模块,它们对鼻咽癌的发生发展具有重要的调控作用,这些功能模块的发现能够为鼻咽癌的分子靶向诊治提供新的切入点。     

原发免疫性血小板减少症关键基因与通路的筛选及中药研究

目的：应用生物信息学方法初步筛选原发免疫性血小板减少症（ITP）的关键基因并探索其发病机制，进而预测治疗ITP的潜在中药（TCM）。方法：基于美国国家生物技术信息中心（NCBI）的基因芯片原始数据集GSE80401，以P<0.05及|logFC|≥1条件筛选差异miRNA的标准进行分析，得到ITP的差异miRNA。采用miRTarBase、miRDB和TargetScan进行miRNA靶基因预测，在Genecards数据库搜索ITP的靶点，将预测的上调靶基因和下调靶基因分别与疾病靶点取交集，在此基础上，将映射的靶基因分别通过String数据库和Cytoscape构建PPI网络，筛选核心的靶基因，对核心靶基因在DAVID和Omicsbean数据库上进行GO和KEGG通路富集分析。将关键基因导入医学本体信息检索数据库（Coremine Medical）分析治疗关键基因的TCM。结果：筛选出符合条件的差异基因422个，关键基因17个，包括BCL2L1、CCND1、CD44、CDKN1A、CREB1、GRB2、MAPK1、MAPK8、PIK3R1、CDK2、CAV1、FGF2、IGF1、...     

基于生物信息学分析筛选胃癌的诊断及预后标志物

目的 本研究旨在通过生物信息学方法筛选新的胃癌诊断及预后标志物.方法 从GEO数据库GSE54129和TCGA-STAD数据集中筛选重叠差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs).通过GO和KEGG通路分析,探讨这些基因的功能.利用蛋白质相互作用网络分析确认DEGs之间的枢纽基因.通过ROC曲线分析和Cox风险比分析,阐明枢纽基因在诊断和预后中的作用.结果 本研究共筛选出222个重叠基因,富集于细胞外基质等相关通路.我们进一步确定了17个枢纽基因,其中BGN、COMP、COL5A2和SPARC可能是胃癌的重要诊断和预后指标.结论 我们确定了BGN、COMP、COL5A2和SPARC四种潜在的胃癌生物标志物,可能作为胃癌的诊断和预后指标.     

基于GEO数据库筛选川崎病的差异表达基因及通路的研究

目的 应用生物信息学方法分析与川崎病发病可能相关的基因及蛋白信号通路。方法 从综合基因表达数据库中下载川崎病基因表达数据集GSE18606和GSE68004。利用GEO2R工具对数据集进行预处理，筛选差异基因，将两者进行交集，得到差异表达基因（DEGs）。利用R软件富集分析DEGs的生物学功能和信号通路，利用STRING数据库和cytoscape软件构建并改进蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络，在mirdip数据库中预测核心基因对应的靶miRNAs。结果 在GSE18606和GSE68004数据集中共筛选出269个DEGs;DEGs的生物学功能主要包括免疫反应、中性粒细胞活化、细胞因子产生的正向调控、免疫反应T细胞活化、分泌颗粒膜和葡萄糖结合免疫受体活性等；信号通路主要包括造血细胞系、白细胞内皮细胞迁移、Toll样受体信号通路、胰岛素信号通路和T细胞受体信号通路；PPI网络包含218个DEGs和674对互相作用关系，其中STAT3、FGR、IL7R、HOOK3、MAPK14、LILRB2、CD2、CSF3R、SOCS3、GZMA、H2AC20、GZMK、H2BC5、ITK共14个为网络中...     

基于加权基因共表达网络分析筛选SCAP基因预测脓毒症发生

目的 拟利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)方法筛选出与脓毒症发生、预后相关的关键基因,为今后的研究提供线索.方法 从基因表达(GEO)数据库中通过筛选数据集中样本数大于100,含有脓毒症患者和健康对照组,且有脓毒症患者预后情况数据集,筛选到了两个数据集GSE26378和GSE54514(下载时间:2020年12月...     

胃癌相关基因COL1A2、FN1、COL6A3预后分析

目的分析胃癌和癌旁组织差异表达基因,筛选出胃癌相关的关键基因,分析关键基因与胃癌预后的关系。方法利用NCBI(美国国立生物技术信息中心)公共数据平台GEO(Gene Expression Omnibus)中胃癌基因芯片数据GSE2685、GSE19826、GSE79973,采用GEO在线分析工具GEO2R分析数据,选取TOP250,输出差异表达基因,并通过在线生物信息学绘制韦恩图,获得共有差异基因;通过KM plotter数据库的应用分析COL1A2、FN1、 COL6A3与预后的关系。结果通过分析GSE2685、GSE19826、GSE79973芯片数据,共获得6个共表达基因,利用差异倍数作图,选取差异倍数在2倍以上的基因COL1A2、FN1、COL6A3进行分析,KM plotter数据库的分析显示COL1A2、FN1、COL6A3与胃癌的总生存期成负相关。结论 COL1A2、FN1、COL6A3在胃癌组织中表达高于癌旁组织,是胃癌的危险因素,其表达水平越高预后越差。     

骨形态发生蛋白拮抗剂GREM1作为胃癌肿瘤微环境免疫活性预测指标的临床价值

目的：筛选出可预测胃癌（GC）肿瘤微环境（TME）免疫活性的预后基因。方法：收集55例GC患者术后石蜡组织标本及其对应的癌旁组织;从TCGA数据库和GEO数据库中共下载了976例GC患者的转录组数据及临床数据;采用估计算法（ESTIMATE）和反卷积算法（CIBERSORT）分别评估各样本中免疫/基质得分及免疫细胞浸润程度;R语言中的“limma”包筛选差异表达基因（DEGs）;采用单变量Cox回归分析筛选具有预后价值的DEGs;qRT-PCR检测枢纽基因mRNA的表达情况;GSEA探究GREM1的潜在生物学功能。采用TISIDB和CellMiner数据库分析GREM1与免疫特征分子及药物敏感性的相关性。结果：免疫评分与GC患者的预后呈正相关;在免疫得分和基质得分高、低分组中共筛选出40个共享的TME相关DEGs;通过对DEGs进行单变量Cox回归分析,得到GREM1、SFRP2、CYP1B1和MGP共4个具有预后意义的共享DEGs。通过比较基因在肿瘤与癌旁组织的表达差异及与免疫微环境的密切程度,发现GREM1最可能对TME中的免疫重塑发挥作用;GREM1的表达与GC患者的临床病理特征...     

利用生物信息学分析筛选乳腺癌不良预后的关键基因

目的利用生物信息学方法,通过分析基因表达数据库(GEO)基因芯片数据筛选与乳腺癌不良预后相关的核心基因,为乳腺癌的治疗提供新的候选靶点。方法从GEO数据库下载微阵列数据集GSE15852,采用GEO在线工具GEO2R筛选差异表达基因(DEGs);DAVID数据库对筛选出的差异表达基因,进行基因本体论分析(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;基于STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白质-蛋白质相互作用关系(PPI),并用Cytoscape软件MCODE插件进行模块分析,获取关键基因;用在线工具Kaplan-Meier Plotter对这些关键基因进行生存分析,获取与乳腺癌预后不良的相关核心基因;采用基因表达谱交互分析(GEPIA)进一步验证。结果筛选出57个差异表达基因,其中上调基因17个,下调基因40个。上调基因主要富集在雌激素反应、对细胞运动的负调控反应、心脏右心室形态发生、交感神经系统发育、细胞-细胞黏附及输尿管的萌芽发育等生物过程;聚焦于造血细胞系信号通路。下调基因显著富集在脂质代谢、分解、存储过程,胆固醇的储存、运输,甘油三酯的合成分解代谢,血管生成等生物过程;聚焦于PPAR信号通路、对脂肪细胞脂肪分解的调节作用、脂肪细胞因子信号通路等途径。PPI网络及MCODE模块分析鉴定出7个核心基因,关键基因的生存分析及GEPIA分析发现CD24和EPCAM基因的高表达患者生存率低于低表达患者。结论该方法为寻找乳腺癌不良预后的关键基因、探索乳腺癌治疗新靶点提供一定依据。     

骨髓增生异常综合征进展过程中核心基因的生物信息学分析

目的 应用生物信息学方法分析驱动骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndrome,MDS)疾病进展过程中的核心(hub)基因.方法 从GEO数据库下载MDS的表达谱数据GSE19429,利用GEO2R筛选差异表达的基因,应用Web-Gestalt在线数据库对其功能和通路进行富集分析,运用STRING...     

骨关节炎中铁死亡的生物信息学分析与实验验证北大核心

背景:靶向铁过载基因调节铁死亡或许是一种较快且有效延缓骨关节炎退变的方法,但目前对骨关节炎铁死亡相关分子机制及基因靶点尚不清楚。目的:通过生物信息学分析铁死亡在骨关节炎中的关键基因和途径,结合体外实验验证骨关节炎中铁死亡标记基因,探讨铁死亡在骨关节炎中的潜在作用。方法:以“Osteoarthritis”为检索词,通过GEO数据库检索2010-01-01/2021-01-01的公开数据,筛选得到基因微阵列数据集GSE55235,对GSE55235数据集进行数据矫正后分析获得差异表达基因;利用FerrDb数据库检索得到铁死亡相关基因与GSE55235数据集差异表达基因作交集,对交集基因作基因本体(Gene Ontology,GO)与京都基因和基因组数据库富集分析(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)并绘制蛋白质-蛋白质相互作用网络,获得骨关节炎铁死亡HUB基因,筛选出铁死亡标记基因;将正常人软骨细胞设为对照组、人软骨细胞骨关节炎模型设为实验组,采用实时荧光定量PCR对两组铁死亡标记基因的mRNA表达进行验证。结果与结论:①共获得36个骨关节炎铁死亡基因,GO富集分析表明其主要参与氧化应激反应、皮质类固醇反应、类固醇激素反应、对糖皮质激素的反应和活性氧的代谢等过程;②针对产生超氧化物的NAD(P)H氧化酶及氧化还原酶活性、血红素结合、四吡咯结合中发挥作用;③KEGG富集分析表明骨关节炎铁死亡基因主要参与NOD样受体、白细胞介素17、缺氧诱导因子1、肿瘤坏死因子及叉头盒O类(FoxO)等信号通路;④构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,进一步分析获得血管内皮生长因子A、白细胞介素6、JUN、PTGS2和DUSP1等5个骨关节炎铁死亡HUB基因,筛选出血管内皮生长因子A、白细胞介素6、PTGS2和DUSP1等4个铁死亡标记基因,体外实验证实其在对照组(正常人软骨细胞)与实验组(细胞骨关节炎模型)中有显著差异(P<0.05);⑤上述数据显示,铁死亡可能通过氧化应激、氧化还原及诱导炎症等作用于骨关节炎,机制上可能与缺氧诱导因子1等信号通路刺激NAD(P)H有关;血管内皮生长因子A、白细胞介素6、PTGS2和DUSP1可作为骨关节炎铁死亡的生物标志物。     

慢性移植肾肾病患者外周血差异表达基因的分析

分析慢性移植肾肾病(CAN)患者与移植物功能稳定肾移植受者外周血基因表达差异,探索CAN免疫致病机制。从GEO数据库获取GSE12187和GSE22229两个肾移植受者外周血的基因芯片表达谱数据集,选取其中13个CAN样本为实验组,15个移植物功能稳定的样本为对照组。以SAM筛选两组样本的差异表达基因。应用DAVID及GENECODIS网络工具对差异基因进行功能富集分析。通过Cytoscape软件的MiMI插件进行差异基因的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络分析。SAM筛选出上调基因168个,下调基因141个。基因富集结果显示,上调基因主要为调控转录和翻译过程的基因,而下调基因参与广泛信号传导通路以及基因表达的调控。Cytoscape软件的PPI分析筛选出19个CAN相关核心基因。CAN患者与移植肾功能稳定受者的免疫功能状态存在显著差异;CAN致病机制涉及免疫细胞复杂的基因表达调控及细胞增值、凋亡、迁移等广泛的信号传导通路变化;免疫细胞在基因的转录、RNA加工、翻译及蛋白质代谢等环节的改变可能在CAN的致病中发挥了关键作用;TAGAP、EIF3F、NUDT21、PAPOLA、RPL等CAN核心基因的免疫调控机制需要深入探索。