基于TCGA数据库挖掘甲状腺乳头状癌淋巴结转移相关的突变基因及其机制探讨北大核心

目的:挖掘并筛选与甲状腺乳头状癌(papillary thyroid carcinoma,PTC)淋巴结转移相关的突变基因及其潜在的机制。方法:从TCGA数据库获得377例PTC患者的测序数据及完整的临床资料,并分为淋巴结转移组(LM,n=212)与无淋巴结转移组(NLM,n=165)。利用R语言(v3.6.2)对转移组特有的突变基因进行富集分析。采用String在线软件绘制蛋白互作网络,Cytoscape软件筛选网络中的核心基因。在UALCAN网站上验证基因表达量与淋巴结转移之间的关系。利用荧光实时定量PCR测定候选基因在细胞系中mRNA的表达量。结果:一共筛选出1197个仅在LM组发生突变的基因,它们主要富集在黏着连接、细胞黏附分子(cell adhesion molecules,CAMs)通路。CAMs通路的核心基因ITGB1与VCAN的表达量与淋巴结转移相关。与正常甲状腺细胞系相比,VCAN基因在PTC细胞系TPC-1和B-CPAP中mRNA的表达量较高,尤其是B-CPAP细胞系。结论:CAMs通路可能是PTC淋巴结转移相关机制之一,其中VCAN基因可能是潜在的分子标志物。     

应用全基因组测序与生物信息学技术分析重症监护病房感染性疾病病原菌分布及耐药性

目的 分析重症监护病房(ICU)感染性疾病病原菌分布及耐药性。方法 选择2019年6月—2021年1月某院ICU收治的出现感染性疾病的89例患者作为研究对象,采用全基因组测序与生物信息学方法对病原菌进行鉴定和耐药性分析。结果 ICU感染性疾病中革兰阴性菌占比最高,为64.05%。肺炎链球菌对青霉素和克林霉素的耐药率均为100%;鲍曼不动杆菌对依替米星和头孢西丁耐药率均为92.31%。感染性病原菌的攻击性毒力基因中Adherence占比最高,防御性毒力基因中Antiphagocytosis占比较高;耐药基因中β-内酰胺酶和Aminoglycosides占比较高。结论 基于全基因组测序与生物信息学分析可有效评估ICU感染性疾病病原菌分布及耐药性。     

金银花、连翘对甲型H1N1流感免疫调节通路影响的生物信息学分析

目的:基于生物信息学方法分析金银花、连翘对甲型H1N1流感免疫调节通路的影响。方法:在台湾中医药资料库,Pub Chem及Gene公众网络平台数据库查找金银花、连翘的靶蛋白及甲型H1N1流感相关基因,运用生物信息软件对检索到的数据集进行分析,解读金银花、连翘单用和连用对甲型H1N1流感相关的免疫调节生物通路的影响。结果:金银花相关靶蛋白共16个,连翘相关靶蛋白共8个,甲型H1N1流感相关基因32个;生物信息分析发现金银花和连翘有各自作用的特异性的免疫调节通路;对于巨噬细胞中白介素-12信号的生成通路和白介素-8信号通路,二者作为药对使用后,代表药物靶蛋白与生物通路相联性的-log P大于单独使用金银花或连翘;金属蛋白酶家族(MMPs)参与了多数金银花特异性作用的通路,蛋白激酶C-α(PRKCA)参与了连翘特异作用的通路。结论:对于甲型H1N1流感相关的免疫通路,金银花和连翘有各自的调节特点,作为药对使用对对巨噬细胞中白介素-12信号的生成通路和白介素-8信号通路调节更有优势,MMPs和PRKCA可能是金银花和连翘分别作用于免疫通路的关键蛋白。     

microRNAs调控基质金属蛋白酶与乳腺癌发生发展和转移的生物信息学分析

目的:利用生物信息学方法研究microRNAs调控基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)乳腺癌的潜在靶向基因、信号传导通路及分子机制.方法:从GEO和TCGA数据库下载正常乳腺组织和乳腺癌样本的基因芯片;使用R软件包limma分析正常乳腺组织和乳腺癌样本之间的差异表达基因;对筛选出的差异表达基因进行KEGG信号通路富集分析.结果:通过对差异基因的趋势分析,筛选出544个显著上调的基因及1030个显著下调的基因,其中MMP1/3/9/11/13/28可能为介导乳腺癌浸润性进展的相关基因.生存分析表明,乳腺癌MMP1/3/9/11/13高表达与不良预后相关,且MMP1高表达是影响乳腺癌的独立危险因素(P＜0.01).结论:本研究的整合生物信息学分析表明,MMPs在乳腺癌等多种癌组织中表达升高,并且MMPs表达明显影响乳腺癌患者预后,与其他MMPs相比,MMP1可能是乳腺癌患者靶向治疗的合适靶点.     

肝组织特异性基因IGFALS、CYP3A4、SLC22A1和CYP2E1可能与肝癌预后不良相关

目的 探索肝癌相关基因在肝癌发生发展过程中的功能和作用机制,以及关键基因作为肝癌潜在生物标志物及预后指标的可能。方法 从GEO数据库选择GSE57957、GSE121248、GSE36376和GSE14520 4个数据集,以P<0.05及|log₂FC|>1为标准使用GEO2R在线工具和VENN图软件筛选出4个数据集的共同显著差异表达基因(DEGs),通过Cytoscape3.6.1插件CytoHubba及分子复合物检测插件(MCODE)对DEGs之间联系密切程度进行分析筛选。通过基因表达谱交互式分析(GEPIA)对以P<0.05及|log₂FC|>2的显著DEGs进行生存分析,采用人类蛋白质图谱(HPA)检查正常肝脏组织和肝癌组织中关键基因的蛋白质表达。结果 筛选出在4个数据集中都明显上调基因45个,下调基因132个,MCODE有13个模块结果。以P<0.05及|log₂FC|>2进一步筛选出显著差异表达32个上下调基因,其中IGFALS、HGFAC、CYP3A4、SLC22A1、TAT和CYP2E1基因在肝脏组织中的表达量明显高于其他器官,HPA的免疫组织化学数据库显示,肝癌组织中的IGFALS、CYP3A4、SLC22A1和CYP2E1表达均明显下调,且与患者的低总存活率相关。结论 肝组织特异性基因IGFALS、CYP3A4、SLC22A1和CYP2E1在肝癌中低表达,且与不良预后相关,可能是肝癌潜在的生物标志物及预后指标。     

蛋白亚细胞定位的预测方法研究

预测蛋白质的亚细胞定位信息对于了解其功能有重要的意义.选择氨基酸组成、氨基酸对组成、位置特异性打分矩阵三种分类特征以及模糊k近邻、支持向量机两种预测方法,分别进行了测试.对预测结果的分析显示,位置特异性打分矩阵可以提高对不同亚细胞器的可区分性;而支持向量机可以更好地利用位置特刎异性打分矩阵特征进行预测.使用氨基酸组成和位置特异性打分矩阵两种特征,并结合支持向量机,是一种有效的亚细胞定位预测方法.     

基于基因功能分析的乳酶生与表飞鸣生产用菌株质量比对研究

目的:利用高通量测序和生物信息学技术,从基因组水平上评价、比较微生态活菌制品乳酶生(乳酶生株)和表飞鸣(表飞鸣株)生产用菌株的安全性和有效性,为微生态活菌制品生产用菌株的质量研究、一致性评价等提供依据。方法:以DIAMOND技术为核心,结合个性化数据库构建检索技术,通过序列比对寻找目标基因并分析其功能。结果:乳酶生和表飞鸣生产用菌株均为屎肠球菌,两株菌的基因组间共线性关系较好,存在少量的插入、缺失、倒位和易位等基因重排事件。表飞鸣株在毒力基因、耐药性基因、细菌素基因、生物胺基因、原噬菌体以及移动遗传元件等6个方面的安全性与乳酶生株相似,但是在包括应激反应基因、抗菌/拮抗活性基因、抗氧化活性基因以及附着力基因等益生性功能等方面,表飞鸣株优于乳酶生株。结论:本文初步建立了基于特定基因功能分析的微生态活菌制品生产用菌株质量评价方法,进一步完善了微生态活菌制品的质量研究和质量评价体系。     

生物信息数据库及其利用

阐述生物信息数据库出现背景、分类及特点,论述如何利用生物信息数据库.指出生物信息数据库在生物信息学的发展过程中发挥了巨大作用,促进了生物信息学的发展.     

骨质疏松症与甲状腺功能亢进的关系

目的 基于临床试验结合生物信息学分析骨质疏松症与甲亢的相互关系。方法 ①选取40例甲亢女性患者（观察组）及40例甲功正常女性（对照组）为研究对象,比较其T值及骨密度;②分别以骨质疏松及甲亢在相关人类疾病数据库中筛选靶基因,整合后映射得出交集靶点,通过STRING v11.0平台得出PPI网络并筛选出核心靶点,通过Metascape数据库进行GO富集分析及KEGG通路分析。结果 观察组的T值及骨密度均低于对照组（P<0.01）,骨质疏松与甲亢的核心交集靶点为IL6、TNF、INS、IL1B、ALB、IL10、LEP等,核心靶点集中作用于细胞因子-细胞因子受体的相互作用、Jak-STAT通路、I型糖尿病、HIF-1通路、PI3K-Akt通路、脂肪细胞因子通路等。结论 骨质疏松症与甲亢在复杂基因网络背景下存在一些高度重合的基因表达,所涉及的信号通路能够同时对两种疾病产生干预作用,这提示两种疾病的分子机制存在密切联系,可能为药物同时调控两种疾病提示潜在靶点。在临床试验的基础上应用生物信息学具有较高的置信度和参考价值,为探索疾病间关系提供了新方向与新思路。     

牛乳腺炎粪肠球菌溶血素CylA基因编码多肽的理化特性及抗原性分析北大核心CSCD

目的预测和分析牛乳腺炎粪肠球菌溶血素CylA基因的抗原性和相关的理化性质。方法克隆牛乳腺炎粪肠球菌溶血素CylA基因,并在测序基础上利用生物信息软件分析CylA基因编码的多肽抗原可及性及其理化特性。结果成功克隆CylA基因,经测序CylA基因序列序长度为978 bp,与NCBI上公布的CylA序列(JQ794947.1)相似度为99.0%,核苷酸序列有5处出现变异,分别是168位的碱基由T→G,587位碱基由C→T,735位插入碱基C,781位插入碱基G,826位碱基由T→A。利用生物信息学软件分析其理化性质结果显示,该片段多肽相对分子质量为27.5 ku,等电点为4.69,带负电荷残基39个,带正电荷残基26个,分子式为C1213H1920N326O393S3,α螺旋占29.69%,β折叠占9.77%,无规则折叠占37.87%,2~25位氨基酸为跨膜区;具有良好的抗原可及性,从2~8位氨基酸,从92~160位氨基酸区间均匀分布抗原可及性。结论溶血素CylA基因编码多肽具有明显的跨膜分泌特性,丰富的折叠结构和广泛区域的抗原可及性,对相应基因工程疫苗的研制及检测抗原开发具有重要意义。