人microRNA-200家族靶基因预测及生物信息学分析

【摘要】 目的 对microRNA 200(miR 200)家族成员的靶基因进行预测和生物信息学分析,为进一步探讨miR 200家族的功能及其调节机制提供证据。方法 运用靶基因预测软件TargetScan、PicTar2和miRanda分别预测miR 200家族9个成员的靶基因,再分别取各自在三个软件下预测所得靶基因的交集,然后利用miRTarbase数据库获取这9个miRNA经过至少3种实验验证并且靶向关系类型为具有功能的miRNA 靶基因互作的靶基因,将软件预测所得结果与靶向关系预测结果取并集,作为所纳入每个miRNA的靶基因集合,然后分别对靶基因集合进行生物学过程的功能富集,信号通路及蛋白质互作网络分析。结果 miR-200家族的预测靶基因富集于多个生物学过程,其生物学过程主要富集于：RNA聚合酶Ⅱ启动子的转录负调控、DNA模板转录负调控、RNA聚合酶Ⅱ启动子的转录调控等;信号通路主要富集于：肿瘤、胶质瘤、黑色素瘤、肺小细胞癌等多种肿瘤和EB病毒感染、乙型肝炎等感染相关通路,蛋白质互作网络显示9个成员的预测靶基因编码蛋白质间存在复杂的相互作用,靶基因编码蛋白质“RAC1”、“SRC”、“RHOA”、“CREBBP”、“CTNNB1”在互作网络中具有核心地位。结论 200家族中的成员通过调控靶基因进而调节下游靶蛋白参与肿瘤、感染等病理生理进程。     

基于生信分析对基底细胞癌核心基因的筛选及其相关通路的研究

目的 通过生信分析筛选基底细胞癌的核心基因,探索疾病治疗的新靶点。方法 在基因表达综合数据库（Gene expression omnibus database,GEO）中下载基底细胞癌相关基因芯片,筛选出GSE6520、GSE7553、GSE103439三个数据集。应用GEO2R分析软件筛选基底细胞癌和癌旁组织样本间的差异表达基因。利用DAVID进行GO功能及KEGG通路可视化富集分析。应用STRING分析基因的蛋白交互作用。Cytoscape (Version 3.7.2)软件构建蛋白质-蛋白质互作网络,MCODE插件对蛋白互作网络进行枢纽基因的分析与筛选。MCODE插件筛选出核心基因。结果 共筛选出参与基底细胞癌发生和进展的102个相同趋势的差异表达基因,筛选并验证出6个核心基因,包括ANXA1、CALD1、CASQ2、CHST2、FZD2、FZD7。这些核心基因主要参与了生物过程、细胞成分、分子功能的调节;生物过程包括对有机物质的反应,细胞对化学刺激的反应,细胞通信的调整,信号调节等;细胞成分分析提示差异基因主要集中在细胞外基质、胞质、细胞外囊泡、外泌体中;分子功能分析提示阴离子...     

单双相抑郁智能损害的对照研究

【目的】 研究单?双相抑郁患者治疗前后的智能损害特点及其影响因素?【方法】 对27例单相抑郁(单相组)和30例双相抑郁患者(双相组)予以3个月药物治疗,治疗前后分别评定24项汉密尔顿抑郁量表(HAMD)?中国修订韦氏成人智力测验量表(WAIS-RC),与26名正常对照进行比较?【结果】 ①治疗前,病例组在知识?领悟?算术?数字广度?词汇?言语智商?填图?木块图?相似?数字符号?操作智商?智商分测验上差于正常对照组(P < 0.05),领悟?算术分测验是单相组差于对照组(P < 0.05),其余均是单双相抑郁组差于对照组;治疗后,病例组在知识?言语智商?木块图?相似?数字符号?操作智商?智商分测验上差于正常对照组(P < 0.05),知识?言语智商?木块图分测验上单相组差于对照组(P < 0.05),其余均是单双相抑郁组差于对照组;治疗前后,单相组均在知识分测验上差于双相组(P < 0.05);②多元回归分析显示,单相组治疗前,领悟?算术?相似?图片排列?智商与阻滞因子分呈负相关;数字广度?数字符号?操作智商与认识障碍因子得分呈负相关;木块图与睡眠障碍因子得分呈负相关?双相组治疗前,知识?算术?相似?数字广度?词汇?言语智商?智商与认识障碍因子得分呈负相关;图片排列?操作智商与躯体化/焦虑因子得分呈负相关;图片拼凑与日夜变化因子得分呈正相关;领悟与阻滞因子分呈负相关;填图与睡眠障碍因子分呈负相关?【结论】 单双相抑郁都存在特质性和状态性并存的智能障碍,均受临床症状影响,但损害存在差异?     

Wfs1基因敲除小鼠肝脏芯片数据的生物信息学分析

目的: 通过生物信息学方法分析Wfs1基因敲除小鼠肝脏的基因表达谱芯片,探讨WFS1基因突变的潜在致病机制。方法: 从美国国立生物技术信息中心GEO 数据库下载基因表达谱芯片数据（GSE55143）,利用分析工具GEO2R进行差异表达基因筛选,通过在线富集分析网站进行差异表达基因的GO以及KEGG通路富集分析,并使用STRING数据库及Cytoscape软件构建蛋白质相互作用网络。结果： 筛选出198个差异表达基因,其中有96个上调基因,102个下调基因。GO和KEGG富集分析表明差异表达基因主要富集于脂肪酸生物合成和初级胆汁酸生物合成这两条信号通路。蛋白质相互作用网络分析发现26个核心基因。 结论： 本研究筛选出的差异表达基因及相关富集分析可促进对WFS1基因突变致病机制的进一步理解。     

独活-牛膝药对治疗膝骨关节炎的网络药理学机制及实验验证

【目的】应用网络药理学及分子对接技术探讨独活-牛膝药对治疗膝骨关节炎（KOA）的作用机制，并通过体外实验进行验证。【方法】检索TCMSP、中国药典、BATMAN-TCM数据库获取独活、牛膝的活性成分，筛选去重后应用TCMSP数据库确定作用靶点，运用GeneCards和OMIM数据库筛选KOA相关的靶点。采用Cytoscape构建药物活性成分-KOA-靶点网络模型并进行分析；运用STRING数据库构建蛋白质相互作用（PPI）网络，通过R 4.0.2软件对交集靶点进行基因本体论（GO）分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集；运用AutoDockTools对前5位的核心靶点进行分子对接。进而通过体外细胞实验验证有效成分槲皮素对核心靶点的调控作用。【结果】通过筛选得到14个有效活性成分、171个活性成分靶点、2 040个KOA靶点和99个交集靶点。GO分析结果显示独活-牛膝药对治疗KOA关键靶点的生物功能主要涉及炎症反应、细胞代谢、调节蛋白激酶及磷酸酶活性等。KEGG通路主要富集到肿瘤坏死因子（TNF）信号通路、白细胞介素17(IL-17)信号通路、癌症通路等。分子对接结果显示独活...     

转移性结直肠癌患者总生存期的相关新基因APOH、KNG1和FGG

目的 通过生物信息学方法探讨结直肠癌转移的分子机制，为结直肠癌转移提供潜在的治疗靶点。方法 从高通量基因表达数据库（GEO）下载GSE41568数据集，用Limma软件包筛选转移性和原发性结直肠癌的差异表达基因；通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选与结直肠癌不同转移部位相关的核心模块和核心基因；使用STRING和Cytoscape构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络；利用PROGgenesV2数据库进行预后分析。通过基因集富集分析（GSEA）预测基因参与结直肠癌的潜在分子机制。结果 共获得1 159个差异表达基因，由703个上调基因和456个下调基因组成。共表达模块中，前50个核心基因的基因本体（GO）功能富集分析表明，基因主要与创伤反应和急性炎症反应相关。通过PPI网络筛选的3个核心基因APOH、KNG1和FGG对结直肠癌患者的预后有显著影响。结论 APOH、KNG1和FGG与结直肠癌患者的预后呈负相关，这些基因有望成为结直肠癌的诊断生物标志物或治疗靶点。     

基于GEO数据库筛选胃癌差异表达基因及其功能和通路富集分析

目的 基于基因表达数据库（GEO）运用生物信息学方法挖掘胃癌诊断和预后相关的核心基因,筛选参与胃癌发生发展的分子靶标。方法 从GEO数据库中下载胃癌基因芯片数据GSE118916、GSE54129和GSE79973,筛选差异表达基因（DEGs）并进行分子功能和信号通路的富集分析,构建蛋白质互作网络（PPI）,根据网络节点和位置筛选出核心基因,利用癌症基因图谱（TCGA）中胃腺癌（STAD）的全基因组测序数据对核心基因进行表达水平和诊断预后的验证分析,最后通过qRT-PCR检测核心基因在不同胃癌细胞株中的表达水平。结果 共筛选出77个DEGs,主要位于细胞外基质（ECM）与基底膜,具有氧化还原酶和ECM受体配体活性,参与机体消化和激素代谢等生物学过程,与胃酸分泌、视黄醇和激素代谢等信号通路相关。共获得9个核心基因,其中SPARC、TIMP1、THBS2、COL6A3和THY1在胃癌中表达上调（P<0.05）;而TFF1、GKN1、TFF2、PGC在胃癌中下调（P<0.05）。生存预后分析显示,SPARC、TIMP1、THBS2、COL6A3、TFF2、THY1的异常表达与胃癌...     

壮肾固精方治疗IgA肾病的网络药理学机制

【目的】基于网络药理学预测壮肾固精方治疗IgA肾病的作用机制,为后续相关实验研究提供理论基础。【方法】通过TCMSP数据库和TCMID数据库获得壮肾固精方的有效化学成分和作用靶点,通过OMIM数据库、GeneCards数据库及PharmGkb数据库获得IgA肾病的相关基因,取交集后得到壮肾固精方和IgA肾病的核心基因。使用STRING数据库构建靶标蛋白质间互作(PPI)网络,使用Cytoscape软件构建药物有效成分-靶基因网络并进行拓扑分析。最后,应用R语言将共有靶点进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。【结果】共获得壮肾固精方的有效成分57种、1 213个IgA肾病相关基因。有效成分-靶基因网络拓扑分析得到度值前5位的有效成分为槲皮素、木犀草素、山柰酚、黄芩素、刺芒柄花素,度值前5位的靶点为PTGS2、PTGS1、PRSS1、DPP4、ESR1。GO分析显示生物学进程主要与氧化应激相关;KEGG富集分析结果显示壮肾固精方治疗IgA肾病可能与核因子KappaB(NF-κB)信号通路、白细胞介素7(IL-7)信号通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路有关。【结论】壮肾固精方可能主要通过调控细胞炎症反应和氧化应激过程发挥治疗IgA肾病的作用。     

Goldenhar综合征家系的eya1基因突变检测

目的 探讨eya1基因在Goldenhar综合征家系中的作用.方法 收集1个Goldenhar综合征家系6例成员(患者4例,疑似病人2例)的血样,抽提基因组DNA,然后对eya1基因编码蛋白质的外显子3～18进行PCR扩增,测序分析PCR产物.结果 家系中患者和表型正常者有3个已知SNP改变.结论 排除eya1基因在该Goldenhar综合征家系中的作用,说明有新的致病基因有待发现.     

野生型PTEN诱导卵巢癌SKOV3细胞生物特性改变

【目的】 探索野生型PTEN基因对卵巢癌细胞生物学特性的影响?【方法】 将野生型PTEN基因克隆到pAdxsi腺病毒载体并感染SKOV3细胞?荧光镜下检测腺病毒载体对SKOV3细胞的感染效率;用CCK-8法检测细胞增殖的抑制效率;RT-PCR与WB分别检测PTEN mRNA与蛋白表达水平变化;免疫化学法与间接荧光法检测PTEN在细胞内的定位及细胞内NEDD4-1和RAD51等分子表达? 【结果】 稳定转染PTEN后,24 h内PTEN分布于细胞质与核内,而72 h后则主要集中于细胞核内;显著增加细胞质内NEDD4-1和细核RAD51等分子表达? 【结论】 野生型PTEN可影响SKOV3细胞增殖,并诱导细胞表达RAD51与NEDD4-1分子,有利于细胞DNA修复与细胞增殖抑制     

DNA修复基因和EB病毒的交互作用与鼻咽癌易感性初步研究

【目的】探讨在鼻咽癌群体中DNA修复基因与EB病毒的交互作用。【方法】选取广东地区以广东话为主要语言的人群建立匹配的鼻咽癌病例和健康对照（病例/对照=755/755）,收集其临床流行病学资料、采集外周血样并进行EB病毒抗体检测和SNP基因型分型。利用决策森林方法,分析DNA修复通路104个基因中768个SNP位点和EB病毒在鼻咽癌中的交互作用。【结果】MDC1、ATM、GTF2H4、MLH1、RAD51L1、XPC、GTF2H1与EB病毒的交互作用达到Bonferroni多重检验校正的显著性水准（0.05）。P 值分别为7.62×10-5 、8.20×10-5、8.55×10-5、1.60×10-4、1.80×10-4、2.20×10-4、和2.42×10-4;其鼻咽癌患病风险比OR (95%CI)分别为15.97(4.17-61.11)、11.32(7.22-25.45)、15.94(4.17-64.01)、5.38(4.88-6.74)、151.47(53.79-380.39)、40.92(15.09-112.67)和142.38(53.38-377.5)。进一步生物信息学基因网络分析表明,这些基因可能通过影响EB病毒DNA复制过程等多种直接或间接的方式,改变广东人群鼻咽癌的易感性。【结论】EB病毒与修复基因的交互作用可能是鼻咽癌的另一重要的易感性机制。     

基于GEO数据库分析支气管肺发育不良发生的关键基因及通路

目的:采用生物信息学方法分析支气管肺发育不良(bronchopulmonary dysplasia,BPD)发生的关键基因和信号通路.方法:在基因表达综合数据库(GEO)中筛选数据集,使用GEO2R工具筛选出BPD与非BPD极早早产儿之间的差异表达基因.使用DAVID数据库进行功能注释和通路分析,使用STRING在线工...     

基于大数据的前列腺癌生物信息学分析

【目的】利用生物信息学的方法,对GEO和TCGA两个基因组学数据库进行分析,探究与前列腺癌相关的差异基因及相关的调控网络。【方法】综合GEO数据库的前列腺癌基因表达芯片数据（GSE46602、GSE55945）和TCGA数据库的RNA-seq数据,利用GEO2R及R语言的edgeR包进行基因差异分析,获得共同的显著差异基因,结合R语言的clusterProfiler包进行GO功能分析及KEGG通路分析,同时利用string网站进行蛋白互作网络分析,筛选出前列腺癌中调节蛋白表达量的关键基因,再结合TCGA临床随访数据分析关键节点基因的临床预后价值。【结果】获得共同差异基因共278个,其中表达上调100个,表达下调178个,它们与上皮细胞的调节增殖、含苯化合物的代谢过程等功能以及谷胱甘肽代谢和粘着斑等信号通路密切相关。蛋白互作网络分析结果得出3个重点蛋白表达模块以及12个关键节点基因。在这些关键基因中,EDN3、EDNRB和AMACR与前列腺癌患者的生存率密切相关。【结论】通过对前列腺癌基因芯片和RNA-seq数据的生物信息学分析,我们发现EDN3、EDNRB与AMACR很可能在前列腺癌的发生发展过程中发挥重要作用。     

雌激素受体基因多态性与鼻咽癌发生的相关性研究

目的 探讨广西南宁鼻咽癌患者雌激素受体基因(ESR1)单核苷酸多态性(SNP)与鼻咽癌发生的关系.方法 以100例鼻咽癌患者,100例正常人群为研究对象.选取ESR1基因SNPrs9322354位点作为遗传标记,用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态( PCR-RFLP)和测序方法检测ESR1基因多态性及其基因突变分布频率.结果 鼻咽癌组ESRI rs9322354突变率为30.0％(30/100),正常人群ESR1 rs9322354突变率为9.0％(9/100).rs9322354位点等住基因及基因型频率在鼻咽癌人群与正常对照组之间分布差异有显著性(P＜0.05).结论 ESR1基因SNP rs9322354位点多态性与鼻咽癌存在显著的相关性.     

通过生物信息学分析鉴定调控神经母细胞瘤骨髓转移的中枢基因

目的:利用生物信息学的方法，探讨神经母细胞瘤骨髓转移的中枢基因及其可能的分子机制。方法: 选取GEO数据库中神经母细胞瘤基因骨髓转移的芯片数据集GSE42548，应用在线分析工具Networkanalyst筛选差异表达基因。使用DAVID数据库对上述差异表达基因进行GO功能分析及KEGG通路分析。应用STRING在线数据库和Cytoscape软件构建蛋白质相互作用（PPI）网络，并筛选hub genes、枢纽模块和seed genes，利用Venn图对hub genes和seed进行分析。结果: 分析芯片数据，筛选得到990个差异表达基因，GO和KEGG分析结果显示，差异表达基因与信号转导、生物膜合成等过程有关，并富集在Hematopoietic cell lineage通路上。通过构建PPI网络筛选得到了10个hub genes、6个枢纽模块和17个seed genes。通过Venn图确定关键基因Cxcr4。结论: 研究中筛选出了10个hubgenes和17个seed genes，其中Cxcr4基因在神经母细胞瘤骨髓转移起到关键作用，提示基于CXCR4- SDF-1之间的调控关系可能为神经母细胞瘤骨髓转移的早期诊断提供新的见解。     

基于生物芯片检测结直肠癌相关基因的甲基化

摘 要:【目的】 应用微矩阵基因芯片技术筛选结直肠癌甲基化基因?【方法】 分别提取6对结直肠癌组织和癌旁正常组织DNA,超声破碎及甲基化DNA富集后与甲基化芯片(NimbleGen human DNA Methylation 3 × 720K CpG)进行杂交,杂交信号经扫描等处理后采用生物信息学对检测结果进行分析?并对筛选出来的基因进行验证?【结果】 一共发现有2 296个高甲基化基因,其中有293个基因无文献报道?生物信息学分析显示,所有的甲基化基因随机分布在24对染色体上?聚类分析结果显示,某些在细胞分裂和肿瘤发生发展中起重要作用的生理过程中存在大量甲基化差异基因,如DNA修复,细胞周期和侵袭等?初步验证发现,Opmcl基因在结直肠癌组织及癌旁正常组织中存在甲基化差异?【结论】 在结直肠癌中运用DNA甲基化芯片进行甲基化基因筛查是一种有效的方法?     

头颈部鳞癌的基因模块化分析及潜在抗癌药物筛选

目的 利用生物信息学模块化分析方法,筛选头颈部鳞癌中的功能性基因模块,为头颈部鳞癌的研究和治疗提供新的靶点.方法 获取GEO数据库中头颈部鳞癌的全基因组数据(GSE6631)后,利用R语言limma包筛选头颈部鳞癌中差异表达基因.通过STRING数据库,建立头颈部鳞癌中差异表达基因的蛋白-蛋白互作网络.然后,利用Cytoscape软件的MCODE插件筛选头颈部鳞癌中的基因模块.利用DAVID数据库,获得模块功能.最后,挖掘模块基因中的蛋白激酶基因并利用Selleckchem数据库筛选其激酶抑制剂.结果 共筛选出头颈部鳞癌中的差异表达基因929个(P<0.05且|Fold Change|≥2).根据String数据库,发现这些差异基因中共有5588个蛋白质互作对,并据此建立鼻咽癌中的蛋白质互作网络.利用MCODE方法在蛋白质互作网络中共筛选出3个基因模块.GO分析显示这些模块与头颈部鳞癌的关系十分密切,主要包括参与细胞周期、细胞增殖、细胞黏附、细胞凋亡等重要肿瘤细胞活动.3个模块包含3个蛋白激酶基因,即CDK1、CDK4和CDK5,共筛选出调控它们的39个激酶抑制剂,其中20个对头颈部鳞癌的作用还不清楚,具有成为抗癌新药的潜力.结论 头颈部鳞癌中的3个功能性基因模块可能在头颈部鳞癌的发生发展中发挥重要作用,20个激酶抑制剂可能通过调控CDK家族基因来调控头颈部鳞癌的发生发展,这些功能性模块的挖掘和激酶抑制剂的筛选可能为头颈部鳞癌的研究和治疗提供新的靶点.     

中国人群转化生长因子β信号通路上的基因多态性与非综合征型唇腭裂的关联研究

目的：：探索中国人群中转化生长因子β( transforming growth factor-β, TGFB)信号通路基因多态性与非综合征型唇腭裂( non-syndromic oral clefts, NSOC)的关联关系及可能存在的基因环境交互作用。方法：在806个中国汉族人群非综合征型唇裂合并或不合并腭裂( non-syndromic cleft lip with or without cleft palate, NSCL/P)核心家系中,对TGFB信号通路上的10个基因进行了传递不平衡检验以及基因环境交互作用分析。环境因素包括母亲孕早期吸烟、被动吸烟、饮酒及补充多维生素制剂。结果：经过质量控制的筛选,共对343个位点的单核苷酸多态性( single nucleotide polymorphisms, SNPs)进行了传递不平衡检验及交互作用分析,结果显示,共有6个基因中的19个SNPs与NSCL/P之间存在关联(P<0.05),但经过Bonferroni校正后,这些关联均不具有统计学意义。经多重检验校正后,未发现常见孕期环境暴露因素与TGFB信号通路上的基因多态性存在有统计学意义的基因环境交互作用。结论：未发现TGFB信号通路上的基因多态性与NSCL/P之间存在关联。     

急性T淋巴细胞性白血病关键基因的筛选与验证

目的筛选并验证急性T淋巴细胞性白血病关键基因,并对其进行生物信息学分析。方法从公共数据库基因表达数据库 （GEO）中下载T-ALL基因表达谱芯片GSE14317,应用R软件limma包筛选差异表达基因。利用DAVID数据库对差异基因进 行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,同时利用STRING数据库及Cytoscape软件构建差异蛋白互作网络,应用JASPAR 数据库构建转录因子靶基因网络,利用RT-PCR验证关键基因mRNA表达水平。结果GSE14317表达谱芯片中共有1443个差 异基因,包括800个上调基因和643个下调基因,这些差异基因主要富集在细胞周期,造血细胞系,细胞因子间相互作用以及T 细胞受体信号通路等。蛋白质相互作用网络图中显示节点最多的10 个枢纽基因分别是CDK1,PIK3R1,CCNB1,CCNA2, CDC20,JUN,GNG11,PLK1,PCNA和CCNB1,这些基因在子网络中分别富集于趋化因子信号通路,泛素介导的蛋白降解以及 细胞周期等。转录因子调节网络显示42个差异表达的转录因子,其中ELF5,HIC2和MEIS1与候选的9个关键基因启动子上游 均有结合位点。RT-PCR结果显示除GNG11外其余9个关键基因表达情况与芯片结果一致,ELF5,HIC2和MEIS1表达均升高 与芯片结果一致。结论CDK1,PIK3R1,CCNB1,CCNA2,CDC20,JUN,PLK1,PCNA,CCNB1,ELF5,HIC2 和MEIS1 在TALL 发生中发挥重要作用,为T-ALL的治疗和诊断提供生物学靶标。     

转基因植物表达质粒中SBR基因的序列分析

【目的】对转基因植物表达质粒pROP1中含SBR基因P1片段（184～1946bp）进行序列测定和分析。【方法】从E.coliDH5α中提取质粒pROP1,用PCR测序试剂盒和DNA自动测序仪检测P1片段的序列,并与GenBank上的变形链球菌表面蛋白基因序列比较,检测其准确性。【结果】测定了P1片段5′端616个碱基序列和3′端466个碱基序列,其准确性达98％。【结论】PCR扩增的P1片段5′端和3′端的DNA序列与变形链球菌表面蛋白pac基因唾液粘附区相一致,为转基因番茄防龋疫苗的研究提供了基础资料。