基于 GEO 数据库的结肠癌差异基因筛选及其生物信息学分析

目的:筛选结肠癌(Colorectal cancer,CRC)癌组织与正常癌旁组织之间差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs),分析结肠癌的发病机制和可能的生物标志物.方法:在基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)中以"colon cancer"作为搜索词,检索关于CRC的基因表达芯片数据.采用R语言对获取的芯片数据进行基因的差异表达分析,对所得DEGs进行基因本(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)信号通路的富集分析,并对DEGs的编码蛋白进行蛋白互作分析,筛选其中的关键基因(hub gene).结果:在芯片GSE44861中共筛选出241个DEGs,包括74个上调DEGs和167个下调DEGs.GO和KEGG分析显示,DEGs分别在8条生物过程(Biological Process,BP)、5条细胞组成(Cellular Component,CC)、13条分子功能(Molecular Function,MF)注释和2条KEGG通路中富集.所有互作蛋白中筛选出10个hub基因,除P2RY14外,其余主要分布于MF注释的"CXCR趋化因子受体结合"、"趋化因子受体结合"、"趋化因子活性"、"受体配体活性"、"信号受体激活剂活性"、"激素活性",以及BP注释的"抗菌肽介导的抗菌体液免疫应答"、"抗菌体液反应"、"体液免疫反应".结论:CRC的发生可能与CXCR趋化因子受体结合以及肠道感染和免疫应答密切相关,P2RY14有可能成为CRC的筛查、诊断、预后的分子生物标志物.     

肺及胃肠道神经内分泌肿瘤相关基因研究进展

目前对肺及胃肠道神经内分泌肿瘤（NETs）相关基因研究较多，LOH、比较基因组杂交(CGH)、微卫星不稳定(MSI)、甲基化特异性PCR(MSP)等方法都是目前研究肿瘤遗传学采用的热门技术,这些方法已证实了MEN1基因的杂合性缺失（LOH）、DNA拷贝数丢失、启动子甲基化。消化道NETs 11q、18q的DNA拷贝数的丢失;小细胞肺癌（SCLC）的微卫星不稳定（MSI）和SCLC在RARβ, CDH1, RASSF1A基因启动子区的高频甲基化也已存在较肯定的实验结果。本文对肺及胃肠道神经内分泌肿瘤相关基因的研究作一概述，包括研究方法、基因改变的分子机制和基因组不稳定性。     

日出台第三个抗癌十年综合战略

日本厚生省和文部省日前出台了“第三个抗癌十年综合战略” ,旨在利用基因研究等方法 ,改进癌症疗法、确立全国尖端医疗体制 ,以降低全国的癌症发病率及死亡率。在过去十年间 ,日本胃癌、子宫癌等疾病的死亡率有所降低 ,但结肠癌等癌症的发病率有所增加。有关专家认为 ,如不采取有效措施 ,到 2 0 2 0年 ,日本每年死于癌症的人可能从现在的 30万上升到 4 5万。据悉 ,“第三个抗癌十年综合战略”将从 2 0 0 4年开始实施。该战略以“大量减少”为宗旨 ,对癌症的发病率和死亡率并没有设立具体量化目标(摘自 2 0 0 3年 8月 12日《药报》)日出台第…     

Homeobox基因在子宫内膜异位症中的异常表达

目的 分析子宫内膜异位症(endometriosis,EM)患者生物信息,探索异位内膜(ectopic endo-metrium,EC)组织中异常表达基因.方法 获取EM患者组织测序数据,筛选差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),使用DAVID工具进行DEGs基因注释,使用STRING在线分析DEGs编码蛋白间相互作用(protein protein interaction,PPI),确定候选基因.招募30名EM患者采集EC组织与在位内膜(EU)组织,验证候选基因表达.结果 筛选出826个DEGs,低表达665个,高表达161个.PPI分析确定13个候选基因.实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative PCR,qRT-PCR)验证,实验组HOXC4、HOXC6表达显著低于对照组(P<0.01),实验组HOXA5、HOXB7显著高于对照组(P<0.01).结论 HOX基因可能直接参与EM进展,检测HOX基因有望为揭示EM生物学机制提供依据.     

癌症基因治疗新进展

随着癌症分子机理研究的深入和基因转移技术的快速发展,一种癌症治疗的新方法——基因治疗,已开始从理论研究向临床试验过渡。本文着重介绍通过体细胞基因转移治疗癌症的各种可能性,包括反义核酸等信息药物,基因替换,基因免疫调节,自杀基因及正常细胞保护等。     

转录因子RUNX1在结直肠癌中的表达及作用

目的应用在线公共数据库分析转录因子RUNX1的表达,研究其表达的临床意义。方法通过Oncomine、GEPIA公共数据库分析结直肠癌中RUNX1基因mRNA的表达情况,通过HPA(Human Protein Atlas)数据库分析RUNX1基因的蛋白表达情况,通过GEPIA分析RUNX1表达与肿瘤病理分期的关系以及RUNX1表达与患者生存期的关系。结果RUNX1 mRNA和蛋白在结直肠癌表达水平上调,与结直肠癌分期无显著相关。RUNX1表达与结肠癌(COAD)患者总体生存率(OS)和无病生存率(DFS)显著相关,其表达量越高,患者生存期越短;但与直肠癌(READ)患者OS和DFS无显著相关。结论RUNX1参与结肠癌的发病机制,是治疗结肠癌的潜在靶点。     

卵巢癌关键基因的筛选及其与免疫细胞浸润的相关性分析

目的 利用生物信息学方法筛选卵巢癌 (Ovarian Cancer,OV) 关键基因并分析及其与免疫细胞浸润的相关性。 方法 从 GEO 检索并下载 3 组 OV 数据集,通过 GEO2R 在线分析工具筛选出 OV 组织中差异基因 (Differentially Expressed Genes,DEGs),并利用Metascape数据库对DEGs进行基因本体论 (Gene Ontology,GO) 功能分析和京都基因与基因组百科全书 (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG) 通路富集分析;使用 STRING 数据库分析出 DEGs 的 PPI 网络后,再把结果导入 Cytoscape软件,利用其中的 CytoHubba插件提供的 MCC 算法最终得到排名前十的关键基因;然后利用 Kaplan-Meier Plotter数据库和 GEPIA 对关键基因进行生存分析和共表达分析,得出相关性最高的一组基因再分析其 mRNA 和蛋白表达情况;最后利用TISIDB数据库探讨关键基因与OV免疫细胞浸润之间的关联。结果 本研究共得到161个DEGs, 其GO功能主要与细胞对转化生长因子β刺激的反应、P53类介导的DNA损伤反应及因信号转导造成的细胞周期阻滞和蛋白激酶结合等相关;KEGG通路主要富集在癌症通路、P53信号通路、补体和凝血级联以及PI3K-Akt等信号通路上。通过Cy‐ toscape筛选的 10个关键基因中,仅 CCNB1、HMMR、KIAA0101、AURKA、CEP55、ECT2和 TOP2A对 OV患者预后有显著影响,而其中 CCNB1 和 AURKA 在 OV 中表达相关性最高,且其 mRNA 和蛋白均高表达,并不利于患者预后;CCNB1 与 AURKA的表达与Th2细胞、Act-CD4细胞的表达丰度呈正相关,与嗜酸性粒细胞呈负相关。结论 CCNB1和AURKA是OV的关键基因,且与OV微环境中免疫细胞相关,可作为OV的早期确诊和治疗生物标志物。     

基于 TCGA 数据库筛选、 分析并验证宫颈癌生物标志物

目的 基于生物信息学筛选分析宫颈癌差异表达基因 ( differentially expressed gene, DEGs) 及差 异表达 miRNA, 并进一步对差异基因和蛋白进行验证, 以期寻找潜在的生物标志物和治疗靶点。 方法 从 肿瘤基因组图谱 (the cancer genome atlas, TCGA) 数据库获取宫颈癌相关数据, edgeR 算法筛选 DEGs 和差 异 miRNAs。 利用 Cytoscape3. 8. 2 软件构建 mRNA-miRNA 共表达网络。 利用 DAVID 软件对 DEGs 和通过 miRWalk 网站预测的差异 miRNA 的目标基因进行 GO 富集分析和 KEGG 富集分析。 利用 qPCR 和 Western 印 迹技术对 DEGs 进行进一步验证。 结果 筛选出 149 个上调的 DEGs 和 171 个下调的 DEGs, 以及 46 个上调 的差异 miRNAs 和 64 个下调的差异 miRNAs。 DEGs 和 miRNA 目标基因在细胞组成上的富集具有一致性, 都富集在胞质、 核和核质中。 但共表达网络发现 DEGs 和差异 miRNAs 之间不存在明显的调控关系。 因此, 后续实验重点放在了对 DEGs 的验证上, 对差异表达性较为显著的 TCEAL6、 CLEC3B、 LMOD1、 CNN1 进行 了验证。 qPCR 显示它们在宫颈癌中表达量均显著降低, 符合预期, 对 CNN1 进行的 Western 印迹也显示其 在宫颈癌中的低表达。 结论 TCEAL6、 CLEC3B、 LMOD1、 CNN1 在宫颈癌中均显著低表达, 有望成为宫颈 癌生物标志物。     

子宫内膜癌组织分型可依靠TC-GA的分子检测

<正>子宫内膜癌可依据其组织形态学进行分类,但如果形态学多样化或模棱两可时可能影响组织分型诊断。近期有报道子宫内膜癌有两种分子分型方法:(1)应用癌症基因组图谱(TCGA)依据基因组整合分析、转录、蛋白组学、基因拷贝数及甲基化值等将子宫内膜癌分为4型:(1)POLE突变型;(2)微卫星不稳定型;(3)基因低拷贝型;(4)基因高拷贝型。(2)通过测序检测POLE核酸外切酶区域是否突变和免疫组化法检测p53和错配修复蛋白(MMR)状态,从而将其分为4种类型:(1)POLE核酸外切酶突变型(POLE EDM),(2)错配修     

人结肠癌细胞系中癌相关基因的表达及表型遗传修饰的影响

目的 观察DNA甲基化和组蛋白乙酰化对人结肠癌细胞系癌相关基因的表达和细胞周期的影响。方法 培养2种结肠癌细胞系SW1116和Colo-320，分别以去甲基化制剂5-氮脱氧胞苷(5-aza-2’-deoxycytidine，5-aza-dC)和(或)组蛋白脱乙酰化酶(histone deacetylase，HDAC)抑制剂trichcxstatin A(TSA)及丁酸盐干预细胞。提取细胞总RNA，以RT-PCR和定量RT-PCR法研究抑癌基因p16^INK4A、APC、p2^WAF1、p53和p73以及癌基因c-myc和c-Ki-ras、凋亡抑制基因survivin mRNA表达水平；并运用流式细胞术检测细胞周期变化。结果正常情况下，SW1116和Colo-320细胞系中均有较弱的p16^INK4A和APC表达；两种结肠癌细胞系p21^WAF1表达缺如，而p53、p73和c-myc、c-Ki-ras以及survivin均表达。以5-aza-dC干预后，p16^INK4A和APC表达增强，且不同的结肠癌细胞系表达增强最明显时5-aza-dC干预的时间与浓度不同。相反p21^WAF1仍无明显表达。值得注意的是这两个细胞系经TSA或丁酸盐处理后，p21^WAF1转录水平显著上调。p53、p73、c-myc、c-Ki-ras和survivin基因在干预前后表达无明显变化。另外，5-aza-dC并不能改变细胞周期，而TSA或丁酸盐使细胞阻滞于G1期。结论 两种人结肠癌细胞系中，p16^INK4A和APC基因的表达均受甲基化调节；p21^WAF1基因表达主要受乙酰化调节，乙酰化使细胞周期停滞于G1期；而p53、p73、c-myc、c-Ki-ras和survivin基因的表达不受甲基化或乙酰化的调节。     

利用决策森林构建复杂疾病驱动的基因网络

目前,癌症、糖尿病、心脏病、高血压等复杂疾病严重危害着人类的生命和健康,这些疾病并不是由孤立的单个基因发生改变所致,而是多基因联合作用的结果.从系统生物学的角度出发,针对以往基因网络重构算法非疾病驱动的问题,提出了一种利用决策森林构建复杂疾病驱动的基因网络的算法,着重关注基因间的协同作用与复杂疾病发病机理的关系.通过对结肠癌基因芯片数据的分析,识别出66个与结肠癌显著关联的基因互作,其中大部分互作关系参与细胞增殖、细胞凋亡、细胞分化、有丝分裂和免疫等与癌症密切相关的生物过程中.该方法从基因互作和通路的角度为系统研究疾病的遗传复杂性提供了一个崭新的思路.     

贲门腺癌中SFRP1、DKK3基因启动子区甲基化状态的联合分析

目的研究贲门腺癌(gastric cardia adenocarcinoma,GCA)中Wnt通路拮抗基因分泌型卷曲相关蛋白1(SFRP1)和DKK3(Dickkopf3)基因的甲基化状态,探讨其与贲门腺癌发生的关系。方法应用甲基化特异性PCR(MSP)法检测89例贲门腺癌及相应正常黏膜组织中SFRP1和DKK3基因的甲基化状态,并分析与临床病理参数间的关系。结果89例贲门腺癌组织中SFRP1和DKK3基因发生甲基化的分别有77例(86.5%)和16例(20.0%),而正常黏膜组织中仅有15例(13.9%)发生了SFRP1基因的甲基化,未发现有DKK3基因的甲基化现象,癌组织中两基因的甲基化率均明显高于正常黏膜组织(P0.05);SFRP1基因的高甲基化与肿瘤组织的淋巴结转移相关,而与肿瘤的浸润深度、临床分期及病理分级无关,DKK3基因的甲基化与各临床病理指标均无关(P0.05);联合分析SFRP1和DKK3基因,在贲门腺癌组织中两基因共同发生甲基化的有12例,其共同甲基化率与肿瘤的淋巴结转移及TNM分期相关(P0.05)。结论贲门腺癌中SFRP1和DKK3基因的高甲基化状态可能是引起贲门腺癌发生的分子机制之一;SFRP1、DKK3基因甲基化的联合检测对于贲门腺癌的预后评估有一定的参考价值。     

嵌合基因在肿瘤发生中的作用

基因嵌合现象普遍存在于各种癌症中,嵌合基因（chimeric gene）和蛋白在肿瘤发生中发挥重要作用。嵌合基因在人类多种疾病,特别是癌症中过度表达,但分子机制并不明确。近年来,有关嵌合基因的分子机制逐渐清晰,人们对发病较高的前列腺癌、肺癌以及白血病中过度表达的嵌合基因进行深入探索,也为未来肿瘤的诊断和治疗提供非常重要的理论依据。     

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。     

乳腺癌中p16INK4a和视网膜母细胞瘤基因甲基化状况及其表达

目的 研究乳腺癌及癌旁增生组织中p16INK4a和视网膜母细胞瘤(RB)基因启动子区域的甲基化状况,并探讨基因异常甲基化与蛋白表达及其临床意义.方法 采用甲基化特异性PCR方法 对46例乳腺癌、22例癌旁增生组织及7例正常乳腺组织中p16INK4a和RB基因启动子区域甲基化状况进行检测,并采用免疫组织化学SP法对p16INK4a蛋白表达情况进行相应检测.结果 乳腺癌、癌旁增生组织和正常乳腺组织中p16INK4a基因的甲基化率分别为23.9%(11/46)、18.2%(4/22)、1/7;RB基因的甲基化率分别为10.8%(5/46)、9.1%(2/22)、0(0/7);肿瘤组织、癌旁增生组织和正常乳腺组织中p16INK4a基因、RB基因甲基化率差异均无统计学意义(P>0.05).正常乳腺组织、癌旁增生组织、乳腺癌中p16INK4a蛋白表达阳性率分别为7/7、60.8%(28/46)和81.8%(18/22),三者之间差异无统计学意义(P>0.05);肿瘤组织中p16INK4a蛋白表达与肿瘤分级相关(P<0.05);肿瘤组织中p16INK4a甲基化状况与其蛋白表达、肿瘤分级、ER表达阴性具有相关性(P<0.05),与肿瘤大小、淋巴结转移、年龄均不相关;RB基因甲基化状态与肿瘤分级、肿瘤大小、ER表达及年龄均无相关性,但与淋巴结转移相关(P<0.05).结论 p16INK4a基因异常甲基化可能在乳腺癌发生过程中作用有限,但在肿瘤的演进中发挥作用;RB基因甲基化检测对于分析乳腺癌进展及预后情况可能有一定参考价值;p16INK4a基因甲基化是p16INK4a蛋白失表达的机制之一.     

乳腺癌中p16INK4a和视网膜母细胞瘤基因甲基化状况及其表达

目的 研究乳腺癌及癌旁增生组织中p16INK4a和视网膜母细胞瘤(RB)基因启动子区域的甲基化状况,并探讨基因异常甲基化与蛋白表达及其临床意义.方法 采用甲基化特异性PCR方法 对46例乳腺癌、22例癌旁增生组织及7例正常乳腺组织中p16INK4a和RB基因启动子区域甲基化状况进行检测,并采用免疫组织化学SP法对p16INK4a蛋白表达情况进行相应检测.结果 乳腺癌、癌旁增生组织和正常乳腺组织中p16INK4a基因的甲基化率分别为23.9%(11/46)、18.2%(4/22)、1/7;RB基因的甲基化率分别为10.8%(5/46)、9.1%(2/22)、0(0/7);肿瘤组织、癌旁增生组织和正常乳腺组织中p16INK4a基因、RB基因甲基化率差异均无统计学意义(P>0.05).正常乳腺组织、癌旁增生组织、乳腺癌中p16INK4a蛋白表达阳性率分别为7/7、60.8%(28/46)和81.8%(18/22),三者之间差异无统计学意义(P>0.05);肿瘤组织中p16INK4a蛋白表达与肿瘤分级相关(P<0.05);肿瘤组织中p16INK4a甲基化状况与其蛋白表达、肿瘤分级、ER表达阴性具有相关性(P<0.05),与肿瘤大小、淋巴结转移、年龄均不相关;RB基因甲基化状态与肿瘤分级、肿瘤大小、ER表达及年龄均无相关性,但与淋巴结转移相关(P<0.05).结论 p16INK4a基因异常甲基化可能在乳腺癌发生过程中作用有限,但在肿瘤的演进中发挥作用;RB基因甲基化检测对于分析乳腺癌进展及预后情况可能有一定参考价值;p16INK4a基因甲基化是p16INK4a蛋白失表达的机制之一.     

肺腺癌预后代谢相关基因的生物信息学分析

目的 基于代谢基因的生物信息学构建肺腺癌预后模型及验证。方法 获取癌症基因组图谱(TCGA)数据库和基因表达数据集(GEO)肺腺癌相关数据，套索(LASSO)回归构建多基因预后模型并计算风险值(RS)。单因素、多因素Cox独立预后分析，通过受试者工作特征(ROC)曲线评价模型的ROC曲线下面积(AUC)并进行生存分析。构建列线图评价模型的可行性，通过基因集富集分析(GSEA)进行代谢基因功能富集分析。肿瘤免疫评估资源(TIMER)数据库分析患者RS与免疫细胞浸润以及与免疫检查点分子表达的相关性。结果 运用TCGA数据库基于18个代谢相关基因构建肺腺癌预后模型，RS可以作为独立的预后因子。ROC曲线下面积为0.713。生存分析显示，与高风险组相比，低风险组总体生存率更高，预后模型与免疫细胞的浸润以及与免疫检查点分子的表达有关。结论 代谢相关基因肺腺癌预后模型的RS是独立预后因子，模型具有较高的预后判断价值。     

乳腺癌中p16INK4a和视网膜母细胞瘤基因甲基化状况及其表达

目的 研究乳腺癌及癌旁增生组织中p16INK4a和视网膜母细胞瘤(RB)基因启动子区域的甲基化状况,并探讨基因异常甲基化与蛋白表达及其临床意义.方法 采用甲基化特异性PCR方法 对46例乳腺癌、22例癌旁增生组织及7例正常乳腺组织中p16INK4a和RB基因启动子区域甲基化状况进行检测,并采用免疫组织化学SP法对p16INK4a蛋白表达情况进行相应检测.结果 乳腺癌、癌旁增生组织和正常乳腺组织中p16INK4a基因的甲基化率分别为23.9%(11/46)、18.2%(4/22)、1/7;RB基因的甲基化率分别为10.8%(5/46)、9.1%(2/22)、0(0/7);肿瘤组织、癌旁增生组织和正常乳腺组织中p16INK4a基因、RB基因甲基化率差异均无统计学意义(P>0.05).正常乳腺组织、癌旁增生组织、乳腺癌中p16INK4a蛋白表达阳性率分别为7/7、60.8%(28/46)和81.8%(18/22),三者之间差异无统计学意义(P>0.05);肿瘤组织中p16INK4a蛋白表达与肿瘤分级相关(P<0.05);肿瘤组织中p16INK4a甲基化状况与其蛋白表达、肿瘤分级、ER表达阴性具有相关性(P<0.05),与肿瘤大小、淋巴结转移、年龄均不相关;RB基因甲基化状态与肿瘤分级、肿瘤大小、ER表达及年龄均无相关性,但与淋巴结转移相关(P<0.05).结论 p16INK4a基因异常甲基化可能在乳腺癌发生过程中作用有限,但在肿瘤的演进中发挥作用;RB基因甲基化检测对于分析乳腺癌进展及预后情况可能有一定参考价值;p16INK4a基因甲基化是p16INK4a蛋白失表达的机制之一.     

结直肠癌组织多基因甲基化的检测及其临床意义

目的： 检测结直肠癌组织中脾酪氨酸激酶（Syk）、E-钙黏附素（E-cadherin,CDH1）和组织金属蛋白酶抑制因子-3(TIMP-3)多基因甲基化水平,并探讨多基因甲基化在结直肠癌发病机制中的作用与复发转移和术后预后的关系。方法: 采用巢式甲基化特异性PCR(n-MSP)方法检测120例结直肠癌肿瘤组织Syk的甲基化水平, 及其中100例结直肠癌肿瘤组织CDH1和TIMP-3的甲基化水平。结果: 1个及以上基因共甲基化率为74%,2个基因同时甲基化率为21%, 3个基因共同甲基化为8%。3个基因同时甲基化阳性与淋巴结转移无关（2=0.725,P>0.05）;CDH1基因甲基化与肝肺转移显著相关（2=6.938,P<0.01）,Syk和TIMP-3基因甲基化与肝肺转移无关;Syk甲基化、TIMP-3甲基化、CDH1及TIMP-3同时甲基化是结直肠癌术后生存的相对危险因素,而3个基因同时甲基化则是非相对危险因素。结论: 结直肠癌组织中存在多基因共同甲基化率,多基因共同甲基化在结直肠癌发病机制、侵袭复发机制及影响预后生存中并非必需条件。