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。     

The role of SPP1 as a prognostic biomarker and therapeutic target in head and neck squamous cell carcinoma

Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is one of the most common malignancies and has a low 5-year survival rate. Mounting evidence suggests that oral potentially malignant disorders, such as oral leukoplakia (OLK), may progress to HNSCC. Given that OLK and HNSCC are often insidious and asymptomatic, the identification of markers of OLK malignant transformation and therapeutic targets in HNSCC is critical. Using various online tools and publicly available gene expression datasets, the secreted phosphoprotein 1 gene (SPP1) was identified as a significant differentially expressed gene among OLK, HNSCC, and non-cancerous tissues. SPP1 mRNA levels were elevated in HNSCC tissues and were associated with cancer stage, tumor grade, and human papillomavirus infection status. High SPP1 mRNA levels were correlated with poor overall survival of HNSCC patients. In contrast, SPP1 mutations were not significantly associated with overall survival, although their frequency in HNSCC was very low (0.6%). Furthermore, SPP1 expression levels in HNSCC were positively correlated with the infiltration of CD4⁺ cells, macrophages, neutrophils, and dendritic cells. The study results suggest that SPP1 may represent a diagnostic and prognostic biomarker, as well as a potential therapeutic target in HNSCC.     

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。     

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。     

Deepm5C: A deep-learning-based hybrid framework for identifying human RNA N5-methylcytosine sites using a stacking strategy

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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。     

胃癌相关核心基因的生物信息学分析

目的：筛选胃癌相关的核心基因及其与胃癌诊断、预后的关系，为胃癌分子诊断、靶向治疗、预后评判提供研究方向。方法：从基因表达数据库（GEO）下载胃癌相关的mRNA表达谱芯片数据，利用R软件的Limma包分别筛选出胃癌组织中较癌旁组织相比具有显著差异表达的基因（DEGs），在基因功能注释数据库（DAVID）中对DEGs进行基因本体（GO）功能注释及京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析，交互基因检索工具（STRING）及Cytoscape软件的网络分析插件CytoHubba用于构建蛋白互作网络（PPI）并进行可视化分析，筛选出核心基因；利用生存分析工具（KM数据库）分析核心基因与胃癌患者预后的关系，并量化具有预后意义的核心基因的诊断价值，利用GraphPad软件将其可视化。最后用皮尔逊（Pearson）法检验核心基因之间的相关性。结果：在GEO数据库得到的3个基因芯片表达谱中，胃癌组织与正常组织差异表达显著的基因有1 839个，上调基因851个，下调基因988个，三者取交集后，在3个表达谱芯片中均有显著差异表达的基因有66个，上调基因24个，下调基因42个；GO富集分析显示，差异表达基因的功能主要集中在细胞外空间、细胞外外泌体、消化、细胞外基质组织、胶原纤维组织；KEGG富集分析提示，差异表达基因的通路主要涉及蛋白质消化和吸收、胃酸分泌、氮代谢、ECM-受体相互作用、矿物质吸收等；PPI网络中，Cytoscape可视化分析发现10个核心基因的差异表达与胃癌的发生密切相关，KM数据库检索发现，FN1、COL1A1低表达组患者预后更佳，高表达组更差。FN1、COL1A1的AUC分别为0.93、0.90，提示两者均具有较高的诊断价值，两者的相关性分析得出相关系数r=0.59（P < 0.05），提示COL1A1与FN1两者在胃癌中的表达呈正相关。结论：生物信息分析筛选的核心基因FN1、COL1A1可能成为提示胃癌患者预后、早期诊断、研发胃癌靶向药物的候选标志物或靶点。     

基于多元统计分析和网络药理学的五味子醋制前后质量标志物预测分析

目的基于多元统计分析和网络药理学分析预测五味子醋制前后潜在的质量标志物。方法采用UPLC-Q/TOF-MS解析生、醋五味子饮片中主要的木脂素类成分,并运用多元统计方法筛选出炮制前后潜在的差异化学成分,即化学标记物。进一步通过网络药理学以及生物信息学分析显著差异成分相关的主要作用靶点和通路,构建"成分-靶点-通路"网络关系,预测生、醋五味子潜在的质量标志物。结果筛选了五味子醋制前后差异性成分40个,其中8个为生、醋五味子之间显著性差异成分(即化学标记物)。鉴定并确认了其中的5个化学成分,分别是5-羟甲基糠醛、五味子甲素及其同分异构体、五味子乙素和五味子酯丁。而其余3个化学标记物通过解析一级、二级质谱信息,推测它们很可能也属于木脂素类成分。网络药理学分析结果表明,鉴定并确认的5个潜在质量标志物与五味子的主要药理作用密切相关。最终五味子乙素和5-羟甲基糠醛被确定为最具代表性的潜在质量标志物。结论五味子醋制前后其化学成分发生了一系列复杂的变化,经研究分析确定五味子乙素和5-羟甲基糠醛可作为五味子醋制前后代表性的潜在质量标志物,并推测木脂素类成分可能为五味子醋制保肝的重要效应物质基础。     

基于网络药理学联合GEO芯片分析百合乌药汤治疗胃癌的分子靶点及作用机制

目的:基于网络药理学联合GEO芯片差异基因分析的方法,分析百合乌药汤治疗胃癌的分子靶点和作用机制。方法:在TCMSP数据库检索中药药物信息,获得百合乌药汤的活性成分和分子靶点。在GEO芯片数据库通过检索"gastric cancer"分析筛选后获得GSE118916芯片数据,通过R软件分析得出差异基因,并绘制热图和火山图。通过Cytoscape3.7.2构建百合乌药汤与胃癌的成分-靶点网络图,使用插件Bisogenet和CytoNCA绘制核心靶点拓扑网络,并进行药物与疾病基因的GO富集分析(BP、CC、MF)和KEGG富集分析。结果:从GEO数据库下载分析得到与胃癌上调和下调最明显的差异基因40个。获得百合乌药汤有效活性成分10个,主要包括槲皮素(quercetin)、谷固醇(beta-sitosterol)、异松脂酸(Isopimaric acid)等,作用于PTGS2、ADH1C、ADRB2、PLAU、MAOA、CHRM3、CCNA2、MMP9、IL6等31个基因靶点。生物功能和通路富集分析表明,百合乌药汤治疗胃癌主要涉及脂多糖、氧化应激、血红素结合、蛋白激酶调节等方面,通过调节AGE-RAGE、TNF、NF-κB、IL17等信号通路发挥治疗作用。结论:百合乌药汤治疗胃癌的重要活性成分为槲皮素、谷固醇等,涉及TNF、NF-κB、IL17等信号通路。