基于生物信息学筛选甲状腺乳头状癌相关预后基因

目的:通过生物信息学方法分析甲状腺乳头状癌预后相关基因,为后续实验提供理论基础,以便进一步研究甲状腺乳头状癌发生的可能机制。方法:利用生物信息学方法从癌症基因组图谱(the cancer genome atlas, TCGA)数据库中下载甲状腺乳头状癌和癌旁组织样本的RNA测序数据,通过差异分析获取差异基因;利用基因本体论(gene ontology, GO)和京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes Genomes, KEGG)进行差异基因生物学功能和通路富集分析;通过蛋白交互网络分析法(protein-protein interaction, PPI)筛选出关键基因;通过生存分析研究关键基因对甲状腺乳头状癌患者生存预后的影响。结果:在TCGA数据库中共筛选出甲状腺乳头状癌患者237例,其中甲状腺乳头状癌组织212例,甲状腺癌旁组织25例。通过差异基因分析后共筛选出715个差异基因;通路富集分析显示,神经信号转导活性、逆行内源性大麻素信号为主要的信号通路;通过PPI法共筛选出18个关键基因,包含9个上调基因和9个下调基因;通过生存分析发现高表达...     

基于转录组测序技术探讨电针对脊髓损伤小鼠的抗炎作用及相关分子机制

目的:观察电针对脊髓损伤小鼠神经功能及病理形态的影响,从基因和生物信息学层面探讨电针对脊髓损伤小鼠的抗炎作用及相关分子机制。方法:雌性C57BL/6小鼠随机分为假手术组、模型组及电针组,每组24只。采用钳夹法制备脊髓损伤小鼠模型。电针组于造模后3 h电针双侧“足三里”“夹脊”,每次10 min,每日1次,连续14 d。采用Basso Mouse Scale(BMS)评分评估小鼠后肢运动功能变化;HE染色法观察脊髓损伤区病理形态;RNA-Seq技术筛选差异基因并进行生物信息学分析;采用荧光定量PCR和Western blot法验证部分差异基因的mRNA及蛋白的表达。结果:与假手术组相比,模型组BMS评分降低(P<0.05);HE染色显示模型组脊髓损伤区结构疏松紊乱,出现空洞,炎性细胞浸润严重,细胞核固缩,神经元坏死;模型组共筛选出565个差异基因(包括545个上调和20个下调),其中与炎性免疫相关的基因为脂肪酸结合蛋白4(Fabp4)、脂联素(Adipoq)、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1(Pck1),其mRNA表达量均显著升高(P<0.001),蛋白表达量亦显著升高(P<0...     

生物信息学方法分析CYP2U1在膀胱癌中的临床意义

目的:运用生物信息学方法探索CYP2U1基因在膀胱癌中的表达差异情况及与预后的相关性。方法:从GEO网站下载基因芯片GSE7476、GSE13507、GSE40355的数据集,用R软件筛选膀胱癌和正常膀胱组织之间的差异表达基因,以及与预后(总生存和肿瘤特异性生存)相关的基因。然后将公共上调基因与不良预后基因取交集,公共下调基因与良好预后基因取交集,筛选出目标分子,并后续进行表达差异验证,临床指标相关性分析,以及功能预测。结果:一共筛选出上调且与不良预后相关的基因45个,下调且与良好预后相关的基因1个,并将下调基因CYP2U1作为目标分子。CYP2U1在各个数据集及数据库中呈低表达,且与良好预后、肿瘤N分期相关。GSEA结果显示其相关信号通路为KRAS信号通路、凋亡、上皮间质转化、Hedgehog信号通路和IL-2/STAT5信号通路。结论:CYP2U1可能在膀胱癌的发病过程中发挥重要的作用,可能在将来被用作潜在的人类膀胱癌的治疗靶点和/或诊断标志物。     

基于高通量芯片对小儿流感生物信息学分析

目的 通过生物信息学工具筛选小儿流感患者的相关差异基因(differential gene, DEG),探讨小儿流感患者的核心基因并阐明其发病机制。方法 从基因表达数据库(gene expression database, GEO)中下载符合本研究要求的小儿流感患者的转录组数据,采用基因分析表达工具(GEO2R)对DEGs进行筛选。采用基因本体(gene ontology, GO)分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)分析DEGs的功能和富集通路情况。利用STRING数据库构建蛋白互作网络(protein-protein interaction, PPI),并利用Cytoscape软件筛选核心DEGs。结果 共有GSE42026、GSE29366、GSE34205、 GSE38900 4个芯片数据库纳入分析,经过分析共发现30个DEGs,29个下调,1个上调。GO分析发现DEGs主要参与Ⅰ型干扰素信号通路,细胞对Ⅰ型干扰素的反应,2'-5'-寡聚腺苷酸合成酶激活,双链RNA的结合。KEGG发现DEGs主要富集在甲型流感病毒、麻疹、丙型肝炎以及单纯疱疹病毒感染信号通路。蛋白互作分析表明,筛选出的潜在10个核心基因分别为IFIT3、MX1、OAS3、OAS2、OAS1、IFI27、IFI44、RSAD2、IFI44L、LY6E。结论 以干扰素为中心的基因富集通路可能是小儿流感患者的主要发病机制,筛选出来的核心基因可能参与小儿流感的感染过程,且可能成为临床治疗的新靶点。     

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。     

MALAT1在子宫内膜异位症中的表达及研究

目的探讨肺腺癌转移相关转录因子1(MALAT1)在子宫内膜异位症(endometriosis,EMS)中的表达及其诊断价值。方法于GCBI平台收集并分析EMS相关样本基因信息,筛选出MALAT1基因;提取EMS患者及非子宫内膜异位症患者(非EMS)组织及血清样本中的总RNA,qRT-PCR验证MALAT1基因的表达水平,并分析其与月经周期的关系,采用ROC曲线分析血清MALAT1鉴别EMS的效能。结果 GCBI平台基因信息分析结果提示,与非EMS组相比,EMS组中MALAT1基因表达下调1.35倍(t=-3.27,P0.01);EMS患者卵巢囊肿组织及在位内膜MALAT1的表达水平(0.41±0.18,0.61±0.12)均低于非EMS患者子宫内膜组织(1.05±0.34),差异有统计学意义(t分别为5.87和4.48,P0.01),但与EMS患者及非EMS患者月经周期均无关(t分别为1.54和1.52,P0.05);EMS患者卵巢异位囊肿组织MALAT1的表达水平低于其在位内膜(t=3.77,P0.01);EMS患者血清MALAT1表达水平(0.60±0.18)低于非EMS患者(1.05±0.32),差异有统计学意义(t=5.18,P0.01);ROC曲线下面积(AUCROC)为0.88,当cut-off值为0.74时,MALAT1鉴别EMS的敏感性和特异性分别为82.4%和92%,约登指数为74.4%。结论 MALAT1的低表达可能与EMS发生、发展有关,血清MALAT1水平对EMS具有一定的鉴别价值。     

原发性干燥综合征差异基因及潜在治疗药物的生物信息分析

目的 利用基因表达谱筛选与原发性干燥综合征（pSS）相关基因和潜在小分子治疗药物。方法 在GEO数据库获取并分析3个pSS相关基因表达谱,获得差异表达基因,并对差异基因进行GO与KEGG富集分析,通过蛋白互作网络（PPI）筛选pSS的hub基因并验证。最后,利用Cmap数据库预测pSS的潜在治疗药物,并结合药物靶点和药物途径探讨潜在药物在pSS治疗中的作用。结果 共鉴定出90个pSS相关差异基因,其中79个上调基因, 11个下调基因,它们主要参与NOD样受体信号通路、甲型流感和细胞因子 细胞因子受体相互作用通路。此外,通过筛选、验证,鉴定出19个hub基因（STAT1、MX1、ISG15、IFIH1、GBP1、IFIT1、XAF1、RSAD2、IFIT2、SAMD9L、TRIM22、IFIT3、IFI44L、HERC5、IFIT5、IFI44、IFI6、RTP4和ISG20）,多个是干扰素诱导基因。干扰素可能在pSS发病中起重要作用。最后,通过CMAP数据库筛选出氟替卡松、氯唑西林等15种候选药物,并对其作用通路与靶点分析。结论 本研究通过对pSS hub基因和候选药物的筛选,可以进一步了解pSS的发病机制,为pSS的进一步研究提供线索。     

用基因芯片筛选针刺衰老大鼠涌泉穴的318个差异基因初报

目的：应用基因芯片研究针刺涌泉穴对D－半乳糖所致衰老大鼠基因表达的影响。方法：将成年健康大鼠机分为模型组与针刺组，两组每日皮下注射10％D－半乳糖0.5ml造模，造模的同时针刺组予以针刺涌泉穴，7周后处死，并摘取肝脏提取mRNA，作逆转录为cDNA以备检测，随机选用2305条大鼠cDNA制备成表达谱芯片，用Cy3和Cy5两种荧光物质分别标记两组大鼠肝组织的cDNA，制备成探针与表达谱芯片进行杂交，通过计算机扫描后进行数据分析，初步筛选出了差异表达基因318条，其中表达上调的有137条，表达下调的有181条，并对其中差异最为显著的55条作了初步分析。结果：针刺涌泉穴对衰老大的基因表达的影响涉及免疫、生长发育，基础代谢和细胞骨架运动等多个方面，这从基因水平明显了针刺治疗是一整体调节作用。结论：应用基因芯片技术能够同时半定量的研究数千条基因的表达状态，可以从微观基因水平研究针刺的整体机理，并判定其分子疗效，进而提高中医的科研水平。