利用转录组测序分析与华重楼种子休眠解除相关差异基因

为探究华重楼种子休眠解除过程中差异基因的表达情况及相关代谢通路,以华重楼休眠解除前后种胚为材料,利用新一代高通量测序手段对供试样品进行转录组测序并进行系统生物信息学分析。从cDNA文库中分别获得62 882 650,62 263 366个clean reads,共得到69 248个差异表达基因,上调的表达基因有56 426个,下调的表达基因有12 822个。共有138 267个差异表达基因被GO功能注释到生物进程、分子功能和细胞组分3个大类58个亚类,注释的差异表达基因与代谢过程、生物调控、细胞组分合成和酶催化活性等密切相关。对58 722个差异表达基因进行pathway显著性富集分析,共发现139个代谢通路,休眠前后的DEGs主要富集在碳代谢、次生代谢产物生物合成和多糖代谢等途径。基于KEGG数据库中注释结果,共发现16条与华重楼休眠解除相关的代谢通路。华重楼种子发育与休眠解除过程中大量与种胚形态建成、多糖分解及蛋白质合成的差异基因参与表达,涉及到多个代谢途径的相互作用,构成复杂的休眠解除调控网络。     

天王补心丹加减干预睡眠剥夺大鼠能量代谢机制的生物信息学分析

目的:使用基因芯片测序技术测定睡眠剥夺大鼠模型被天王补心丹干预前后,能量代谢相关差异基因功能表达谱的变化,为睡眠剥夺的防治提供可能思路及理论依据。方法:采用多平台水环境法对大鼠进行睡眠剥夺造模后随机分为天王补心丹组和模型组,天王补心丹组按照20 g·kg-1的剂量灌服天王补心丹水煎剂,模型组给予等体积纯水,连续灌胃14 d。取肝、心、下丘脑为样本,高通量测序获取差异基因,采用基因本体(GO)数据库与京都基因与基因组百科全书数据库(KEGG)通路富集分析,并构建与lncRNA的共表达网络,应用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测其中3个差异性显著的能量代谢关键基因神经肽Y(NPY),双特异性磷酸酶1/丝裂原活化蛋白激酶磷酸酶1(DUSP1/MKP-1),α-L-艾杜糖醛酸酶(IDUA)的mRNA表达水平。结果:得到321个差异基因,其中表达上调231个,下调90个,主要促进脂代谢、糖代谢与蛋白代谢进程;参与纤维蛋白原、维生素B6与星形胶质细胞源性神经营养因子(MANF)的合成表达;涉及丝裂原活化蛋白激酶(MAPK),p53基因(p53),环磷酸腺苷(cAMP)等信号通路。与模型组比较,天王补心丹组IDUA表达水平明显增加(P0.05),NPY和DUSP1表达水平显著降低(P0.01)。结论:天王补心丹从多方面干预睡眠剥夺大鼠的能量代谢机制,通过下调NPY,DUSP1的mRNA表达水平,可能激活参与p38 MAPK信号通路,影响脂质代谢。     

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。     

利用基因芯片技术筛选食管癌细胞侵袭转移的相关分子靶标

目的探讨应用基因芯片技术筛选食管癌侵袭转移相关基因的相关机制。方法利用Transwell侵袭小室技术建立具有不同侵袭转移潜能的人食管鳞癌Eca109和Eca109-T4细胞株;分别提取Eca109和Eca109-T4的总RNA,用转录Cy5和Cy3荧光标记成c DNA探针,再与Affymetrix基因芯片杂交,杂交信号用GenechipScanner 3000扫描,SAM 3.0软件分析和处理数据;运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对CXCR7、SDC2、HSP90α1、TNFRSF10D基因进行验证。结果筛选出Eca109和Eca109-T4差异基因有80个:与母系比较,在Eca109-T4中上调表达的基因有34个,下调表达的基因有46个。经qRT-PCR验证:CXCR7在Eca109-T4中的mRNA表达量(9.86±1.38)显著高于Eca109(6.04±1.88,P<0.05),SDC2在Eca109-T4中的mRNA表达量(0.07±0.006 7)显著高于Eca109(0.04±0.003 7,P<0.05),HSP90α1在Eca109-T4中的mRNA表达量(0.18±0.046 0)显著高于Eca109(0.05±0.009 8,P<0.05),TNFRSF10D在Eca109-T4中的mRNA表达量(0.009±0.000 6)与Eca109(0.005±0.004 0,P>0.05)无明显差异。结论基因芯片技术是一高效筛选食管癌侵袭转移相关基因的方法,CXCR7、SDC2、HSP90α1等基因可能与食管癌侵袭转移机制相关。     

中枢性PNET患者基因表达谱变化及生物信息学分析

目的 依据基因表达芯片数据筛选原始神经外胚层肿瘤(primitive neurotodermal tumor,PNET)患者肿瘤组织的差异表达基因及关键蛋白,为其临床治疗提供新的理论依据。方法 从基因芯片公共数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)获取GSE74195基因芯片数据集,筛选PNET肿瘤组织与正常小脑组织的差异表达基因,同时进行功能注释(GO)、通路分析(KEGG)及蛋白互作网络分析。结果 筛选出340个表达显著上调的差异基因(FC>3,P<0.01),经功能注释和通路分析,发现这些基因富集于细胞周期、有丝分裂及细胞增殖等过程,KEGG 通路富集显示主要集中于细胞周期和ECM受体相互作用等通路。经蛋白质相互作用网络构建,筛选出5 个关键蛋白分子,即UBA52、UBC、CDK1、CENPK及NDE1。结论 筛选出PNET肿瘤中高表达基因及关键蛋白,为PNET发病机制及潜在的治疗靶点研究提供新思路。     

自发性高血压大鼠基因表达变化及松龄血脉康对其的影响

目的应用基因表达谱芯片分析自发性高血压大鼠（SHR）动脉血管组织差异表达基因以及松龄血脉康对其的影响。方法SHR大鼠分为两组，分别给予松龄血脉康（750mg／kg）和生理盐水灌胃，WKY大鼠作为正、常对照。给药15d后测定大鼠血压，分离主动脉血管并提取组织总RNA，与表达谱芯片杂交，进行差异表达分析。结果共分析SHR大鼠动脉血管组织表达差异变化的基因共39条，其中上调基因20条，下调基因19条：进一步观察松龄血脉康对39条差异基因的影响，发现松龄血脉康能使SHR大鼠动脉组织差异基因表达恢复或接近至正常水平。结论松龄血脉康能改善自发性高血压引起的基因表达变化。