伴视神经炎的多发性硬化患者外周血CD19+B细胞中基因差异表达及相关通路的研究

目的利用生物信息学方法分析伴视神经炎的多发性硬化患者外周血CD19+B细胞中基因标记物的特征。方法从GEO数据库获取伴视神经炎的多发性硬化患者外周血CD19+B细胞中基因芯片表达谱,利用GEO2R软件进行差异表达分析,应用GO和KEGG对差异基因进行功能注释和通路分析,并进一步应用string-db数据库进行蛋白相互作用分析。结果共发现561个差异表达基因,这些在差异性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,主要富集在免疫反应、炎症反应、信号传导调控等功能上,主要调控细胞因子受体互作等通路。结论伴有视神经炎的多发性硬化患者差异基因主要集中在免疫反应以及介导细胞因子受体互作通路上。     

增生性瘢痕相关基因的筛选

目的 利用基因芯片技术寻找增生性瘢痕形成过程中的相关基因，并发现相关基因的相互关系，探讨增生性瘢痕的机理。方法 选择6例标本，3例增生性瘢痕与3例正常皮肤，分成3组，提取各个标本的总DNA，制成荧光标记的cDNA探针，与含4000个人类靶基因的芯片（15000个已知基因，2500个为未报道或未知功能的基因间仅出现1次的396个、重复2次出现的有186－242个、共同出现的有116个，其中上调108个、下调8个，涉及13大类基因，包括抑癌与原癌基因、细胞凋亡、细胞骨架与运动蛋白、细胞周期类蛋白等，有些为已知基因，有些仍未知其功能。结结论 基因芯片扫描对研究增生性瘢痕有效可靠，发现多种基因与了增生瘢痕的形成过程。     

胃癌嘌呤代谢通路差异基因筛选及其与预后关系的研究

目的 探讨嘌呤代谢相关基因与胃癌患者预后的关系.方法 收集胃癌组织标本91例和癌旁组织标本30例,京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析胃癌嘌呤代谢相关通路中的关键基因(KGS),转录组测序筛选胃癌组织与癌旁组织之间的差异表达基因(DEGs),运用一系列数据库,包括基因表达谱分析(GEPIA)和Kaplan-Meier绘图器,研究DEGs在胃癌患者中的独特表达和预后价值.结果 在嘌呤代谢通路上富集85个基因,进行差异基因分析发现差异表达基因25个,上调基因15个,下调基因10个.进一步发现5个差异基因与胃癌的肿瘤分期明显相关(P＜0.05).检测到有20个基因与胃癌预后密切相关(P＜0.05).其中磷酸二酯酶8B(PDE8B)和磷酸二酯酶9A(PDE9A)对胃癌患者的生存预测显著,风险率(HR)分别为1.87和1.58.结论 嘌呤代谢通路上的差异基因可能是胃癌潜在的预后标志物,这为寻找胃癌生物标志物提供了新方向.     

经典型与滤泡型甲状腺乳头状癌基因表达谱差异分析

目的:分析甲状腺乳头状癌经典型(CPTC)与滤泡型(FVPTC)基因表达谱差异,并探究相关差异表达基因(DEGs)对淋巴结转移及预后的影响。方法:从基因表达综合数据库(GEO)获得含两种亚型甲状腺乳头状癌(PTC)和正常组织的表达谱数据,应用R语言进行差异基因筛选及差异显著DEGs热图绘制,使用Cytoscape软件进行生物学功能富集、信号通路和核心基因筛选,利用UALCAN在线网站分析核心基因对PTC组织病理、转移及预后的影响。结果:共得到81个DEGs在两种亚型中共同表达,各有261个和78个DEGs仅存在于CPTC和FVPTC中。CPTC主要涉及酪氨酸代谢和p53信号通路,FVPTC主要富集于酪氨酸代谢和PPAR信号通路。细胞外基质(ECM)相关核心基因与PTC淋巴结转移及预后显著相关。结论:FVPTC和CPTC涉及的DEGs及通路既有相同点也存在一定差异,ECM基因可能是鉴别PTC亚型、预测淋巴结转移和预后的潜在标记物。     

Discovery and Mechanism Analysis of Molecular Synergistic Combination of Anti-RA Chinese Medicine Pair Based on Modeling of Similar Pathway Disturbance

目的 类风湿关节炎（Rheumatoid Arthritis,RA）是一种发生在滑膜关节及其他器官系统的慢性进行性自身免疫性疾病,中医药治疗类风湿关节炎历史悠久,积累了丰富的临床应用经验,药对是中医临床遣药组方常用的配伍形式,如何从分子机制角度深入探索和发现药对中的不同成分之间的协同组合机制,目前还没有较为有效的定量研究方法。方法 通过GEO差异基因分析筛选RA关键基因,并整合已知RA疾病相关靶点信息,利用STRING构建RA疾病PPI网络;选取两种经典药对：独活-桑寄生、黄柏-苍术,使用TCMID、ETCM数据库收集并整理两种药对的主要化学成分,预测并识别出药对中所有成分作用的潜在RA靶点。同时,提出基于通络扰动相似性的建模方法,挖掘药对中具有协同治疗作用的中药小分子组合,并对所作用靶点集进行GO功能注释与KEGG通路富集分析。结果 通过GEO差异基因分析及TTD、DrugBank数据库收集与整理,共得到555个与RA相关的靶点基因;通过靶点预测与识别,获得独活-桑寄生药对53个成分及其作用的52个潜在RA靶点,黄柏-苍术药对得到32个成分及28个靶点;利用基于通路扰动相似性的计算方法,发现了独活-桑寄生中15对、黄柏-苍术中17对具有协同性的小分子组合。结论 本文提出的基于通路扰动相似性的计算方法,能够阐明有效中药成分在治疗RA中存在的通路协同组合特征,从一个全新角度揭示了中药药对配伍的内在机制和规律,为后续深入研究打下扎实的基础。     

基于GEO数据库的HPV阳性口咽癌特征基因生物信息学研究

目的 通过分析HPV阳性与阴性口咽癌患者基因芯片数据,寻找差异基因及其关键通路,区分不同HPV感染状态下口咽癌的分子表达特征基因谱。方法 利用GEO数据库中高通量基因芯片数据库筛选出口咽癌患者具有HPV感染状态信息的芯片。采用GO基因功能注释和KEGG通路富集分析,筛选出可表征不同HPV感染状态口咽癌生物特性的特征基因簇和通路,并进行蛋白质相互作用网络可视化分析。结果 经差异基因分析后,发现HPV感染状态可影响口咽癌的生物学特征,并显著改变一些重要的肿瘤信号通路,如Wnt信号通路和PI3K-Akt信号通路等。结论 本研究利用生物信息学方法,从多种角度定义了口咽癌不同HPV感染状态下的分子表达特征,为口咽癌的精准治疗提供理论依据。     

大鼠坐骨神经Wallerian溃变的分子机制研究

目的：运用基因芯片和蛋白芯片技术及生物信息学分析,系统分析大鼠坐骨神经损伤后远端神经组织wallerian溃变的差异表达基因和蛋白,从基因和蛋白水平探讨wallerian溃变的分子机制。方法：建立大鼠损伤坐骨神经远端Wallerian溃变模型,利用表达谱基因芯片和抗体蛋白芯片,进行表达趋势分析、功能分析、京都基因与基因组百科全书信号通路分析。通过生物信息学方法全面系统分析,大鼠坐骨神经损伤后远端Wallerian溃变的基因和蛋白表达变化。结果：在Wallerian溃变和再生过程中,共有6076个基因差异表达和23种表达趋势,有93个蛋白差异表达,108种信号通路参与形成Wallerian溃变的信号调控网络。结论：大鼠坐骨神经损伤后Wallerian溃变过程中,有大量基因的表达变化和多种关键因子的调控,本研究为进一步阐明wallerian溃变的分子机制提供了基本数据,为经典的Wallerian溃变学说增添了新的内容。     

去势抵抗性前列腺癌差异表达基因的生物信息学分析

目的:基于大数据从分子水平筛选原发性前列腺癌与去势抵抗性前列腺癌的差异表达基因,探寻前列腺癌细胞从雄激素依赖到抵抗状态发展过程中的可能机制,为去势抵抗性前列腺癌的诊疗提供靶点。方法:在NCBI的公共基因芯片数据库（GEO）中下载原发性及去势抵抗性前列腺癌相关芯片数据（GSE74367、GSE66187和GSE126881）,利用limma包进行标准化和基因差异分析,接着采用clusterProfiler包分别进行GO功能和KEGG通路分析。将P＜0.05和|logFC|>2作为筛选标准,使用vennDiagram包合并基因集,找到3个芯片的共同差异基因,并利用clusterProfiler包对共同上调或下调基因进行基因集富集分析。结果:GSE74367和GSE66187中的差异基因主要与RNA分解代谢与剪接功能相关,主要富集于核糖体生物发生通路。GSE126881的差异基因主要与干扰素γ反应功能有关,主要富集表达于化学抗癌、类固醇激素生物合成以及视黄醇、细胞色素P450、抗坏血酸和醛酸的代谢过程。3个芯片的共同上调基因为SLC16A3,共同下调基因为DDX53。GSEA分析发现,SLC16A3上调时,果糖、甘露糖和磷酸戊糖代谢与细胞周期相关基因集显著上调;DDX53下调时,原发性免疫缺陷通路、趋化因子与细胞黏附分子等相关基因集下调,而磷酸戊糖途径、细胞周期和蛋白质外排等过程的相关基因集上调。结论:通过对3个去势抵抗性前列腺癌相关GEO芯片数据的生物信息学分析,我们发现SLC16A3的上调和DDX53的下调可能在原发性前列腺癌发展为去势抵抗性前列腺癌的过程中发挥重要作用。     

放射性肺损伤大鼠的数字化基因表达谱分析

目的用数字化基因表达谱分析大鼠放射性肺损伤发生过程中的差异表达基因,寻找放射性肺损伤发生的关键基因。方法将20只Wistar大鼠随机分为单纯照射组(模型组)10只、空白对照组(对照组)10只。分次采用6MV-X直线加速器照射模型组大鼠右肺,对照组不予照射。于首次照射模型大鼠开始计时,两组均于第6、12周末随机活杀5只大鼠,取其右肺,提取其肺组织总mRNA,经过处理后进行数字化基因表达谱分析,对比两组基因差异表达情况。结果第6周末模型组对比对照组的差异基因有1050个,上调基因为669个,下调基因为381个。第12周末模型组对比对照组的差异表达基因有2050个,上调基因为833个,下调基因为1271个。其中MMP2、MMP9、MMP12、MMP14、TIMP1在第6、12周末模型组中均有高表达,且各基因在第12周末时差异表达更明显,其中MMP12差异表达最为显著。而第12周末模型组对比对照组,胶原蛋白、层黏连蛋白及纤维素连接蛋白等纤维化相关基因明显高表达。结论大鼠放射性肺损伤的不同时期差异表达基因不同,MMP2、MMP9、MMP12、MMP14、TIMP1参与了放射性肺损伤的形成,MMP14为放射性肺损伤的又一敏感基因,MMP12可能是放射性肺损伤发生的关键基因。     

乳腺癌关键基因的生物信息学分析

目的乳腺癌是世界范围内最常见的恶性肿瘤之一。目前,人们对乳腺癌的发病机制进行了大量的研究,但对其分子机制的认识尚不清楚。本研究采用生物信息学技术,筛选乳腺癌潜在的关键基因,最终为乳腺癌的诊断、治疗及预后判断提供潜在的生物标记物。方法从基因表达综合数据库(GEO)下载基因芯片GSE36295、GSE71053和GSE86374,通过GEO2R鉴定差异表达基因(DEGs),并进行功能富集分析。利用STRING构建了蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI),并采用Cytoscape进行了模块分析。结果共鉴定出95个DEGs,包括62个上调基因和33个下调基因。共鉴定出10个Hub基因:CENPF、KIF2C、TOP2A、NUSAP1、HMMR、MELK、KIF4A、ASPM、CEP55、CCNB1。结论本研究发现的Hub基因可能对乳腺癌的发展和预后存在一定影响,为乳腺癌的诊断和治疗提供候选靶点。