基于MOVICS集成聚类的低级别胶质瘤多组学数据整合分子分型

  目的  探讨癌症分型中的多组学整合与可视化(multi-omics integration and visualization in cancer subtyping, MOVICS)集成聚类方法在低级别胶质瘤(lower-grade gliomas, LGG)多组学数据整合分型中的应用，识别LGG高危患者，筛选出潜在的生物标志物和重要通路。  方法  采用MOVICS方法集成LGG多组学数据的10种整合方法的分型结果，得到LGG的稳健分子分型，进一步采用Cox回归研究不同分型患者的死亡风险；针对不同分型，筛选差异表达的mRNA(DEmRNAs)，miRNA(DEmiRNAs)以及差异甲基化基因(differential methylation genes, DMGs)，对三者进行联合分析得到重合基因，利用GO和KEGG分析得到重合基因富集通路，进一步分析核心基因的表达水平对生存率的影响，最后对不同分型患者进行通路活性分析。  结果  LGG患者分为三型，其中，分型3患者的死亡风险是分型1的2.794倍；筛选出1 569个DEmRNAs，140个DEmiRNAs以及337个DMGs，119个重合基因富集到有统计学差异的26条GO生物功能项和7条KEGG通路；生存分析表明DNAJB14和MTUS1可能与患者生存结局相关。通路活性分析结果显示Androgen、EGFR、Trail和VEGF通路的活性在不同分型间差异有统计学意义。  结论  MOVICS聚类集成方法能够有效地对LGG患者进行分型，识别预后高风险患者，筛选出潜在生物标志物以及重要通路，为LGG患者个体化治疗策略的制定提供理论依据。     

早期妊娠丢失蜕膜组织中与血管重塑相关的miRNAs表达谱分析

目的:通过对子宫内膜蜕膜化中与血管重塑相关的miRNAs表达谱的芯片筛查及相关靶基因预测,为早期妊娠丢失的发病机制研究奠定基础。方法:利用miRNA array芯片检测早期妊娠丢失患者蜕膜组织中的差异表达miRNAs,确定与血管重塑相关的miRNAs表达谱,进而应用miRWalk2.0数据库通过生物信息学方法预测差异表达miRNAs的相关靶基因,最后应用DAVID数据库对相关靶基因进行功能富集分析(GOanalysis)及靶基因信号转导通路富集分析(KEGG Pathway analysis)。结果:早期妊娠丢失患者蜕膜组织中差异表达的miRNAs共70条,上调表达miRNAs 32条,下调表达miRNAs 38条。其中差异倍数最高(≥2.0)的2个上调miRNA为miR-125a-5p和miR-29c-3p,预测相关靶基因为血管内皮生长因子A(VEGFA)。靶基因集合功能富集于正调控RNA代谢过程、血管发育、脉管系统发育、正调控内皮细胞增殖、缺氧反应、血管生成等分子过程;KEGG通路分析涉及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)等信号通路。结论:miR-125a-5p和miR-29c-3p在早期妊娠丢失患者蜕膜组织中上调表达,可能通过对靶基因VEGFA的调控,影响子宫内膜蜕膜化血管重塑的过程,参与流产发生。     

长链非编码RNA FBXL19-AS1在胃癌中的作用机制研究

目的:探讨长链非编码RNA (Long non-coding RNA,lncRNA) FBXL19-AS1在胃癌中的作用机制。方法:癌症基因组图谱数据库提取胃癌表达谱数据;R语言筛选差异RNA,构建竞争内源性RNA (competing endogenous RNA,ceRNA)网络;R语言评估对胃癌患者生存的影响;ROC曲线预测对胃癌的诊断价值。结果:获得1 004个差异lncRNA、104个微小RNA (MicroRNA,miRNA)、1 641个信使RNA (Messenger RNA,mRNA);构建包含64个lncRNA、10个miRNA和10个mRNA的ceRNA网络,其中10个lncRNA,2个mRNA和1个miRNA对胃癌的预后有显著意义;筛选出胃癌相关的竞争内源性RNA轴,即F-box和富含亮氨酸的重复蛋白19反义RNA1 (F-box and leucine-rich repeat protein 19 antisense RNA1,FBXL19-AS1)/miR-431/E盒锌指结合蛋白1 (zinc finger E-box binding homeobox 1...     

系统性红斑狼疮和原发性干燥综合征的共同基因表达特征和分子机制

  目的  初步探究系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus, SLE)和原发性干燥综合征(primary Sj?gren’s syndrome, pSS)的共同基因表达特征和分子机制。  方法  利用基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)获取SLE和pSS基因表达数据集,进行加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)和差异表达基因分析(differentially expressed genes, DEGs),初步确认SLE和pSS的共同关键基因和基因表达特征。  结果  WGCNA和DEGs分析结果都显示SLE和pSS的共同基因主要富集在Ⅰ型干扰素(interferon, IFN)和病毒免疫相关的通路上(均有P＜0.05);分析得到9个关键基因,分别是ISG15、IFIT3、OASL、OAS2、SERPING1、GBP1、DDX60、XAF1和DDX58,其中大部分是Ⅰ型IFN相关基因。  结论  研究结果提示SLE和pSS的共同基因表达特征主要与Ⅰ型IFN和病毒免疫相关基因以及通路有关,这为未来的机制研究提供了一定的参考。     

基于网络药理学和分子对接技术探析鳖龙软肝汤治疗肝癌的机制

目的运用网络药理学与分子对接技术探析鳖龙软肝汤治疗肝癌的关键靶点及作用机制。方法采用TCMSP、PubChem数据库、PharmMapper等数据库, 检索并筛选鳖龙软肝汤化学成分及其相关靶点、肝癌疾病的靶点, 构建"鳖龙软肝汤-中药-活性成分-预测靶点-疾病"网络图;采用String数据库做蛋白质相互作用(PPI)网络分析;采用WebGestalt数据库进行基因本体(GO)富集分析;采用KOBAS数据库进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析;利用PyMOL和Auto DockVina等软件对鳖龙软肝汤活性成分和核心靶蛋白进行分子对接。结果鳖龙软肝汤有效成分67个, 调控肝癌靶点154个和通路244条。网络药理学分析鳖龙软肝汤可能通过表皮生长因子受体(EGFR)、丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)、雌激素受体1(ESR1)、MAPK8、丝氨酸苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、MAPK14、半胱氨酸蛋白酶3(CASP3)、细胞周期蛋白依赖性激酶2(CDK2)、骨形态发生蛋白2(BMP2)、醛糖还原酶(AKR1B1)等关键靶点发挥抗癌作用;KEGG富集分析显示, 鳖龙软肝汤治疗肝癌涉...     

早期妊娠丢失蜕膜组织中与血管重塑相关的miRNAs表达谱分析

目的：通过对子宫内膜蜕膜化中与血管重塑相关的miRNAs表达谱的芯片筛查及相关靶基因预测，为早期妊娠丢失的发病机制研究奠定基础。方法：利用miRNA array芯片检测早期妊娠丢失患者蜕膜组织中的差异表达miRNAs，确定与血管重塑相关的miRNAs表达谱，进而应用miRWalk2.0数据库通过生物信息学方法预测差异表达miRNAs的相关靶基因，最后应用DAVID数据库对相关靶基因进行功能富集分析（GO-analysis）及靶基因信号转导通路富集分析（KEGG Pathway analysis）。结果：早期妊娠丢失患者蜕膜组织中差异表达的miRNAs共70条，上调表达miRNAs 32条，下调表达miRNAs 38条。其中差异倍数最高（≥2.0）的2个上调miRNA为miR-125a-5p和miR-29c-3p，预测相关靶基因为血管内皮生长因子A（VEGFA）。靶基因集合功能富集于正调控RNA代谢过程、血管发育、脉管系统发育、正调控内皮细胞增殖、缺氧反应、血管生成等分子过程；KEGG通路分析涉及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等信号通路。结论：miR-125a-5p和miR-29c-3p在早期妊娠丢失患者蜕膜组织中上调表达，可能通过对靶基因VEGFA的调控，影响子宫内膜蜕膜化血管重塑的过程，参与流产发生。     

妊娠期高血压疾病患者胎盘组织潜在标志物及可能机制研究进展

目的探讨基于GEO数据库挖掘妊娠期高血压疾病患者胎盘潜在标志物及可能机制。方法从GEO数据库中收集妊娠期疾病高血压疾病人群研究的胎盘mRNA基因芯片GSE98224,共计48例,并根据是否发生妊娠期高血压疾病将其分为两组,即妊娠期高血压疾病组和对照组。在GEO2R平台内进行两组间的差异mRNA分析,筛选出修正P值<0. 05的基因数据,将筛选出的差异基因导入String在线数据库,完成这些基因编码蛋白之间的相互作用,以及GO富集分析和KEGG通路富集分析。结果从共计44 098个有效基因中,筛选出151个差异基因,其中丝裂原活化蛋白激酶8 (MAPK8)、硫氧蛋白还原酶1 (TXNRD1)以及V-set和免疫球蛋白结构域遏制蛋白4 (VSIG4)是处于网络核心的蛋白。差异基因主要参与的生物学过程包括对缺氧的反应、形成细胞骨架组织、吞噬作用等;主要富集的细胞组分是质膜的整体成分、细胞质膜及细胞外基质等;主要发挥的分子功能包括蛋白绑定识别、转运活性及NAD绑定等;主要参与的信号通路包括癌症中错配调节信号通路、C转运蛋白信号通路、钙附着信号通路及花生四烯酸代谢信号通路。结论妊娠期高血压的发生可能与MAPK8、TXNRD1以及VSIG4所参与的调节通路有关。     

胎盘差异化长链非编码RNA在重度子痫前期发生和发展中的作用

目的研究重度子痫前期患者胎盘组织差异长链非编码RNA (lnc RNA)/m RNA表达谱,分析其可能的作用机制,探讨其靶基因及小分子药物相关lnc RNA。方法选取2018年5月-2019年5月在潍坊市妇幼保健院治疗的30例重度子痫前期患者为子痫前期组,另选取同期在该院健康产前检查的孕妇30例为对照组,取患者胎盘组织。利用lnc RNA/m RNA差异表达谱,筛选差异表达的lnc RNA并进行靶基因预测,GO与KEGG富集分析分别预测靶基因的生物学功能及富集的信号通路。构建显著相关的小分子与lnc RNA功能关联网络。结果获得与重度子痫前期胎盘相关的差异表达lnc RNA共21个(P<0.05)。GO与KEGG富集分析发现:重度子痫前期与内皮细胞损伤、炎症反应、免疫调节功能异常及滋养细胞侵袭异常等有关。靶基因PPI网络构建结果显示:差异表达lnc RNA/m RNA与细胞生长、趋化等密切相关。结论重度子痫前期患者胎盘中差异表达的lnc RNA可通过靶向调控其靶基因参与调控多种生物学功能级相关信号通路,在重度子痫前期的发生发展过程中发挥重要作用。     

miRNA转录组学分析镉致小鼠睾丸间质细胞毒性作用机制

目的 运用转录组测序及生物信息学技术，探讨镉通过调控微小RNA(microRNA, miRNA)引起小鼠睾丸间质细胞(TM3)毒性的机制。方法 选取TM3为细胞模型，分为对照组(不予镉处理)和镉染毒组(20μmol/L CdCl₂),24 h后收获细胞提取总RNA,通过RNA质量检测后上机执行测序程序得到miRNA的表达谱。以差异倍数(fold change, FC)>2,P<0.05作为标准筛选显著差异表达miRNA,并采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)对差异表达miRNA进行验证。同时，利用miRanda软件预测其靶基因，构建miRNA-靶基因互作网络并对靶基因进行基因本体学(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)功能富集分析。结果 筛选出镉致TM3细胞毒性相关的26个显著差异表达miRNA,其中19个显著上调，7个显著下调。qRT-PCR对其中3个差异miRNA进行表达...     

非编码RNA在生殖调节中的研究进展

非编码RNA(ncRNAs)在高等生物体内大量存在,组成十分复杂的生物调控网络,是目前生物医学领域的研究热点。小干扰RNA(siRNA)、微小RNA(miRNA)和PIWI相互作用RNA(pi RNA)作为细胞内基因调控网络的重要成员影响细胞的各种生命活动。近年研究表明,ncRNA通过沉默转座元件和调控编码基因等方式在生殖细胞发育、分化、凋亡及激素合成的调控过程中发挥重要作用,ncRNA的异常表达与多囊卵巢综合征(PCOS)和卵巢功能早衰(POF)等生殖疾病密切相关。综述ncRNA在卵泡和胚胎发育以及精子生成等方面的作用及其研究进展。     

基于多组学数据的透明细胞肾细胞癌预后分子分型研究

目的 探讨关联-信号-注释增强的相似网络融合(association-signal-annotation boos-ted similarity network fusion,ab-SNF)方法在透明细胞肾细胞癌(clear cell renal cell carcinoma,ccRCC)多组学数据整合分子分型中的应用...     

女性非小细胞肺癌潜在相关基因的生物信息学分析及功能预测

  目的  通过对女性非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)相关基因的生物信息学分析和功能预测，探讨女性NSCLC的发病机制和预后生物标志物。  方法  从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)下载女性NSCLC患者的数据，使用limma包鉴定差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)。对DEGs进行基因本体(Gene Ontology, GO)和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)分析和构建蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI) 网络分析。利用igraph包筛选关键DEG，利用Oncomine数据库及NSCLC细胞系验证关键DEGs的表达情况，并采用Log-rank检验分析关键DEGs的表达水平与女性NSCLC患者预后的关联。  结果  共筛选出500个DEGs，GO富集分析表明，DEGs主要参与细胞增殖、细胞迁移和细胞外结构组成(均有P < 0.05)。KEGG富集分析表明，这些途径主要与细胞外基质(extracellular matrix, ECM)受体相互作用、蛋白质消化吸收和白细胞跨内皮迁移信号有关。通过PPI网络分析得到3个关键DEGs:白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)、表皮细胞生长因子(epidermal growth factor, EGF)和基质金属蛋白酶-9(matrix metalloprotein-9, MMP-9)。Oncomine数据库分析和NSCLC细胞系结果显示NSCLC组织和细胞系中IL-6的表达较低，而EGF和MMP-9的表达较高。Log-rank检验表明IL-6(χ2= 6.90，P=0.009)和EGF(χ2= 7.73，P=0.005)表达与女性NSCLC患者预后有关。  结论  在女性NSCLC患者中，IL-6和EGF可能是NSCLC发病与预后机制中的重要基因，是治疗的潜在靶点。     

ARIMA模型和BP神经网络模型在甘肃省结核病发病率预测中的应用

  目的  探讨自回归滑动平均混合模型（autoregressive integrated moving average，ARIMA）与误差逆传播（（back propagation，BP）神经网络模型在甘肃省结核病发病率预测中的预测效果，选取合适的模型预测发病趋势。  方法  以甘肃省1997-2017年结核病数据为基础，建立ARIMA时间序列模型和BP神经网络模型分别预测2018-2019年的发病率，并比较两种模型的预测精度和建模效果。  结果  对于甘肃省2018年和2019年结核病发病率，ARIMA时间序列模型预测结果为55.1075，54.5373，MSE=92.24，MAE=7.5313，MAPE=9.26%；BP神经网络模型预测结果为62.0132，73.4460，MSE=9.6575，MAE=1.1449，MAPE=1.68%。  结论  BP神经网络模型对甘肃省结核病发病率的预测效果更佳，预测得2018-2019年甘肃省结核病发病率将呈小幅上升趋势。     

三种模型应用于中国2011—2020年梅毒发病趋势分析的比较

  目的  比较差分自回归移动平均(autoregressive integrated moving average model, ARIMA)模型、非线性自回归神经网络(nonlinear autoregressive neural network, NAR)模型和长短期记忆神经网络(long-short term memory neural network, LSTM)模型应用于梅毒报告发病预测的效果, 优化疫情预测模型。  方法  以中国31个省、自治区、直辖市(未包含中国台湾、香港和澳门)2011-2019年梅毒月报告发病率为拟合集, 建立ARIMA模型、NAR模型和LSTM模型, 比较3种模型的拟合效果。以2020年梅毒月报告发病率为预测集, 比较3种模型的预测效果。  结果  ARIMA模型、NAR模型和LSTM模型拟合所得的平均绝对误差(mean absolute deviation, MAD)分别为0.013、0.011和0.002, 均方根误差(root mean squared error, RMSE)分别为0.015、0.018和0.003, 平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error, MAPE)分别为4.266%、3.810%和0.692%;预测所得的MAD分别为0.064、0.049和0.044, RMSE分别为0.069、0.068和0.060, MAPE分别为23.310%、17.629%和18.575%。  结论  LSTM模型拟合预测梅毒报告发病率的效果更好, 为梅毒疫情的防控提供数据支撑。     

广州市HIV感染合并抑郁症状者耻辱感、压力与抑郁的结构方程模型

  目的  构建广州市艾滋病病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染合并抑郁症状者中耻辱感、压力与抑郁之间的结构方程模型,为改善HIV感染者抑郁症状提供参考依据。  方法  2017年8~12月对广州市第八人民医院门诊部的300名HIV感染合并抑郁症状者进行电子问卷调查,收集感染者的社会人口学特征、耻辱感、压力与抑郁情况等信息。采用结构方程模型对数据进行分析,探讨耻辱感对抑郁的影响机制。  结果  300名HIV感染合并抑郁症状者中,平均年龄28.2岁,92.3%为男性,抑郁量表得分M(P₂₅,P₇₅)为23(19,28)分,提示中度抑郁。对耻辱感与抑郁构建结构方程模型显示,模型拟合良好(Chi-Square/df=1.52,RMSEA=0.04,CFI=0.98,SRMR=0.04)。中介效应结果显示,耻辱感与抑郁之间的直接作用具有统计学意义(β=0.31,P < 0.001),压力在耻辱感与抑郁程度之间的间接作用同样具有统计学意义(β=0.25,P < 0.001)。压力在耻辱感与抑郁程度之间呈部分中介作用。  结论  压力是HIV感染者耻辱感导致抑郁的重要中间环节,今后对HIV合并抑郁症状者的干预可以重点考虑对压力进行干预。     

活体芫荽植株释放挥发物和负离子对大学男生情绪和睡眠的影响

  目的  探讨活体芫荽植株释放的挥发物和负离子对大学生情绪和睡眠的影响,为利用可食芳香蔬菜改善大学生的情绪和睡眠提供实验证据。  方法  于2021年4月,采用被试内设计,设置有、无活体芫荽植株2种环境条件,从北京航空航天大学招募的13名大学男生进行主观情绪、睡眠指标和唾液激素含量变化测量,并对唾液激素与睡眠指标之间的相关性进行分析。  结果  活体芫荽植株显著提高了环境中的空气负离子水平(t=627.54,P＜0.01),其释放的挥发物主要成分为d-柠檬烯(21.44%)、异佛尔酮(15.88%)、苯甲醇(12.30%)和α-松油醇(10.77%)。受试者在具有活体芫荽植株的环境中主观正性情绪提高(t=2.32,P＜0.05),主观失眠程度下降(t=-2.54,P=0.03),深睡比例和快速眼动(REM)睡眠比例升高(t值分别为2.50,2.87,P值均＜0.05)。唾液褪黑素含量与失眠严重程度指数量表得分呈负相关(r=-0.43,P=0.03)。  结论  活体芫荽植株释放的挥发物和负氧离子对大学男生的情绪和睡眠具有积极调节作用。     

乳铁蛋白通过调节铁死亡改善小鼠放射性肠损伤

  目的  探究乳铁蛋白(lactoferrin, Lf)对放射性肠损伤的防护作用及其机制。  方法  小鼠随机分为对照组、10 Gy组及Lf+10 Gy组。于照射前7 d,Lf+10 Gy组给予250 mg/kg Lf灌胃,每天1次。10 Gy组和Lf+10 Gy组小鼠接受10 Gy的腹部照射。照射后3.5 d处死小鼠,收集样本测定相关指标。  结果  照射引起放射性肠损伤,Lf干预缓解了体重下降、肝脏氧化应激,改善了小肠病理损伤,增加反映小肠细胞增殖再生能力的Lgr5和Ki67阳性细胞数。照射引起小肠组织的铁死亡。在铁代谢途径中,Lf干预显著下调小肠二价金属转运蛋白(divalentmetal-iontransporter-1, DMT1)的表达及Fe2+含量;在谷胱甘肽(glutathione, GSH)/谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4, GPX4)-脂质过氧化途径中,Lf干预显著上调小肠溶质载体家族7成员(solute carrier family 7 member, SLC7A11)和GPX4蛋白表达,下调酰基辅酶A合成酶长链4(acyl-CoA synthase long chain 4, ACSL4)蛋白表达并降低丙二醛(malondialdehyde, MDA)水平。  结论  Lf改善了放射性肠损伤,其作用机制可能与通过铁代谢与GSH/GPX4-脂质过氧化途径调节铁死亡有关。     

全球结核分枝杆菌谱系分布与耐药分析

  目的  绘制全球结核分枝杆菌复合群(Mycobacterium tuberculosis complex, MTBC)地理分布图,描述不同地区的MTBC主要谱系分布及耐药情况。  方法  利用TB-Profiler平台MTBC全基因组测序数据和耐药检测结果,绘制全球MTBC谱系分布图,并根据不同地域、亚谱系的层次结构进行可视化分析。  结果  Lineage 4谱系在全球分布最广,Lineage 2谱系耐药发生率最高。  结论  世界范围内MTBC谱系的地理分布及不同谱系间耐药情况存在差异。