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。     

基于生物信息学的肥厚型心肌病易感基因TNNC1单核苷酸多态性致病表型分析

肥厚型心肌病(HCM)是一种常见的遗传性心脏病,是青少年及年轻运动员心源性猝死的最主要原因之一,其分子遗传学基础为基因突变。TNNC1是HCM的重要致病基因之一,目前仅发现其少量非同义单核苷酸多态性(nsSNPs)位点与HCM发病相关,但该基因其他nsSNPs数量较多,结合临床进行实验遗传检测其基因型与表型的关系,工作量巨大,尚不可行。因此,采用生物信息学方法,从dbSNP数据库中筛选出TNNC1基因全部的nsSNPs,联合4款(Mutation Taster、PolyPhen-2、PhD-SNP和MutPred)专业软件,进行有害性分级筛选和致病关联预测,最后进行突变蛋白三维结构建模及可视化分析。结果显示,首次从TNNC1基因102个nsSNPs位点中预测出疾病相关的18个(G159D、S69R、P52R、D149G、D3V、G140E、N51K、D151V、M47R、G110C、A23D、G140R、K158N、C35Y、R147C、L48P、F74C和V44G)高风险nsSNPs。基于生物信息学方法,以TNNC1基因的nsSNPs为示范,分析其nsSNPs与疾病表型的关系,这为其他遗传疾病致病基因nsSNPs的关联分析打下理论研究基础,具有重要的参考价值。     

Calm1基因敲除小鼠脑蛋白质组学特点及临床意义

目的探究钙调蛋白Calm1基因表达改变对小鼠脑组织蛋白表达谱的影响,挖掘与Calm1有密切靶向关系的功能蛋白及信号通路,并分析Calm1在神经系统疾病中的临床意义。方法PCR产物法初步鉴定小鼠基因型。提取野生型(WT,A组)、Calm1敲除杂合型(HE,B组)、Calm1敲除纯和型(HO,C组)小鼠脑组织的总蛋白,利用TMT标记蛋白质定量技术筛选出差异蛋白质(DEPs),再利用生物信息学技术对DEPs进行注释、富集和分析。结果C-A组脑组织中共鉴别出54个DEPs,其中23个上调,31个下调;C-B组鉴别出35个DEPs,其中19个上调,16个下调。GO分析显示,C-A组及其上调和下调的DEPs分别显著富集到多巴胺生物合成过程、蛋白质折叠和三羧酸代谢过程等条目。C-B组及其上调和下调的DEPs分别显著富集到线粒体内膜、突触结构组成、ATP代谢过程等条目。KEGG分析显示,C-A组及其上调和下调的DEPs分别显著富集到多巴胺能突触、坏死性凋亡、柠檬酸(TCA)循环等通路。C-B组及其上调和下调的DEPs分别显著富到神经退行性变途径-多种疾病、肌萎缩侧索硬化症、帕金森病等通路。STRING分析发现C-A组DEPs“Hsp90ab1”、C-B组DEPs“Cox4i1”关联度最高。结论Calm1敲除后显著改变脑组织中蛋白质表达特征并影响多条与神经退行性疾病关系密切的信号通路,这表明钙调蛋白异常表达在神经系统疾病的发病中起到重要作用。     

构建多要素关联诊断体系, 提高医学影像学临床效能

医学影像学在新诊疗服务模式下发挥着越来越重要的作用, 其本身正在多重因素的推动下不断优化。以系统科学理论和方法推动医学影像学重构为理念, 本文提出了多要素关联诊断体系这一系统性解决新范式, 对该体系产生的背景、关键技术、内在逻辑进行了说明, 对未来的应用场景进行了展望。     

干扰素-α诱导蛋白27在胰腺癌组织中的表达及临床意义北大核心

目的:探讨干扰素-α诱导蛋白27(IFI27)在胰腺癌组织中的表达情况及其临床意义。方法:免疫组织化学法检测IFI27蛋白在胰腺癌、癌旁及慢性胰腺炎组织中的表达情况,分析阳性表达与胰腺癌患者相关临床病理参数和预后的关系。利用生物信息学方法基于TCGA数据库分析IFI27在胰腺癌组织中的表达差异和预后相关性。结果:IFI27在胰腺癌组织中表达的阳性率高于癌旁以及慢性胰腺炎组织(P<0.05),且与血管侵犯、淋巴结转移以及肿瘤分化程度相关。胰腺癌患者的总体生存期与肿瘤分化程度、血管侵犯、淋巴结转移以及IFI27阳性表达相关。多因素分析显示IFI27阳性表达是胰腺癌患者预后的独立危险因素。基于TCGA数据库分析得出IFI27在胰腺癌组织中的表达量高于正常组织(P<0.05),生存曲线提示IFI27低表达患者的预后优于高表达患者(P<0.05)。结论:IFI27高表达的胰腺癌患者预后差,IFI27阳性表达是胰腺癌患者的独立预后指标。     

非小细胞肺癌顺铂耐药相关基因生物信息学研究

目的：通过分析非小细胞肺癌顺铂敏感株及耐药株的基因芯片表达数据，筛选差异基因及关键通路，构建蛋白相互作用网络，探讨关键集群功能。方法:从GEO数据库获得基因芯片表达数据，利用GEO2R工具筛选差异基因，通过STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白相互作用网络，经DAVID富集得到相关特征基因与信号通路信息。结果：通过芯片分析共获得481个差异表达基因，相比于敏感细胞株，顺铂获得性耐药细胞株中有418个上调基因和63个下调基因。差异基因功能主要富集在piRNA代谢、DNA甲基化修饰、细胞有丝分裂及细胞周期进程等信号通路。蛋白复合物预测得到主要功能集群6个，分别与细胞趋化性、细胞角化性、piRNA代谢过程、细胞因子受体相互作用、细胞因子分泌调节及染色质沉默相关生物进程相关。结论:本研究利用生物信息学方法，发现顺铂耐药细胞株特征基因及信号通路，其中SAA1、KRT5、TDRD9、BCL2A1、CSF1R和HIST1H1A等显著上调基因及其功能集团可能是非小细胞肺癌顺铂耐药的潜在分子机制，为临床精准治疗提供新的理论依据。     

中药火麻仁基原植物大麻的TIFY基因家族鉴定及功能分析

目的:从全基因组层面对大麻(Cannabis sativa)TIFY基因家族进行鉴定与功能分析,为解析大麻TIFY家族基因功能及其对大麻素等次生代谢产物生物合成的调控机理奠定基础。方法:采用已有大麻基因组数据,通过NCBI,PlantTFDB,MEME及TBtools等生物信息学分析工具,鉴定大麻中的TIFY家族基因,并对其编码蛋白的理化性质、系统进化、基因结构、染色体定位及组织差异表达模式等进行分析和可视化作图。结果:该研究共鉴定到大麻TIFY家族基因成员14个(CsTIFY1～CsTIFY14),分属于TIFY,JAZ,ZML和PPD共4个亚家族,其核酸序列长度为365～1 369 bp,编码氨基酸长度为118～442 aa,等电点为4.64～9.96。14个CsTIFYs不均匀的分布在8条染色体上,亚细胞定位预测其蛋白均定位细胞核中。CsTIFYs基因的启动子区具有多种非生物胁迫响应的顺式作用元件,可参与植物的不同生长发育和非生物胁迫调控。转录组表达热图分析表明,CsTIFYs在不同大麻品种的雌花及同一品种的花、苞片、茎、叶中均存在表达差异。结论:该研究从全基因组水平鉴定到大麻CsTIFY家族转录因子14个,并对其结构特点和表达模式进行研究,预测大麻CsTIFYs可能在大麻的JA信号转导通路、非生物胁迫及大麻素生物合成中发挥重要调控作用,将对大麻中TIFY家族的基因功能研究以及大麻优质品种选育提供科学参考。