急性淋巴细胞白血病复发相关基因的筛选及生物信息学分析

目的：利用开放性基因芯片数据库筛选急性淋巴细胞白血病复发相关候选基因并对候选基因的表达谱进行生物信息学分析。方法：数据来源于美国加利福尼亚大学分子和细胞生物学系Michael Eisen实验室公布的23例复发与缓解急性淋巴细胞白血病基因表达的芯片检测结果，筛选复发和缓解二组表达水平差异具有统计学意义的基因；利用SAGE和Gene Card进一步分析候选基因的表达谱；根据人类基因组Genbank数据库提供的平台对候选基因进行功能预测分析。结果：共筛选出2条急性淋巴细胞白血病复发相关候选基因。结论：充分利用开放性基因芯片数据库，可以经济、方便和快捷地筛选疾病相关候选基因，并对已知序列的候选基因进行功能预测。     

基于盆腔器官脱垂相关衰老基因的GEO数据库和LASSO回归算法的生物信息学分析

目的：通过生物信息学技术筛选与盆腔器官脱垂（POP）密切相关的衰老基因,并阐明关键基因潜在的临床意义和价值。方法：利用基因表达汇编（GEO）数据库以“pelvicorgan prolapse”为关键词检索下载数据集GSE53868和GSE151188获取POP相关基因。从Aging Atlas数据库、CellAge数据库和人类衰老基因组资源（HAGR）数据库获取衰老相关基因,2组基因取交集得到POP相关衰老的差异表达基因（DEGs）。采用R 4.2. 1软件进行基因富集分析（GSEA）。采用注释可视化和集成发现（DAVID）数据库对DEGs进行基因本体论（GO）功能富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）信号通路富集分析,采用Cytoscape 3.9. 1软件构建蛋白-蛋白互作（PPI）网络,用cytoHubba插件筛选排名前10位的核心基因（Hub基因）。采用R软件CIBERSORT反卷积法分析22种免疫细胞在POP组和对照组患者中的浸润情况。采用LASSO回归算法进一步筛选关键基因,分析关键基因与免疫细胞浸润的相关性和诊断效能。结果：通过Aging Atlas、CellAg...     

miR-4472的靶基因预测及生物信息学分析

目的应用生物信息学分析方法预测miR-4472的靶基因及信号通路。方法利用miRBase数据库分析miR-4472的物种保守性;利用Targetscan、miRDB数据库进行靶基因预测,再用DAVID数据库将miR-4472的预测靶基因集合进行基因本体（GO）功能富集分析及京都基因与基因组百科全书（KEGG）生物通路富集分析。结果miR-4472预测的交集靶基因共378个。GO分析结果显示,miR-4472的靶基因主要参与转录的正负调节、细胞凋亡、蛋白质磷酸化等生物过程（均P＜0.01）。KEGG信号通路分析结果显示,miR-4472的靶基因显著富集于PI3K-Akt信号通路、胰高血糖素相关信号通路、心肌细胞中的肾上腺素能信号传导通路、醛固酮的合成和分泌相关信号通路（均P＜0.05）。结论miR-4472靶基因富集的信号通路均与新生儿缺氧缺血性脑病密切相关,尤其是P13K/AKt信号通路。     

基于多重生物信息学分析阿尔茨海默病的调控网络及相关机制

目的 基于多重生物信息学方法,分析与阿尔茨海默病(AD)相关的信号通路、关键基因、microRNA(miRNA)、转录因子(TF)等生物学信息,构建相关调控网络,以期阐释AD的内在机制。方法 根据纳入标准,从基因表达数据集(GEO)数据库中获取AD相关的高通量芯片数据集,并通过R软件对原始数据集进行预处理,应用limma数据包筛选差异表达基因(DEGs)。利用DOSE数据包对DEGs进行疾病本体(DO)富集分析,并通过可视化和集成发现数据库(DAVID)在线工具对DEGs进行功能注释和通路分析;随后使用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白互作(PPI)网络并筛选出关键基因,使用mirTarBase等数据库预测相关miRNA,使用Enrichr数据库预测相关TF,并利用Cytoscape构建miRNA-TF-mRNA调控网络。结果 获得数据集GSE48350和GSE132903并且筛选得到109个DEGs。DO富集分析显示DEGs主要与AD等神经系统疾病显著相关,基因本体(GO)功能富集结果包括化学突触传递等21项条目,京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析结果包括GABA能突触等8条信号通路。miRNA-TF-mRNA调控网络显示关键基因的mRNA与相关miRNA、TF之间具有一对多和多对一的复杂调控关系。结论 文章通过多重生物信息学,分析了与AD相关的信号通路、关键基因、miRNA、以及TF等生物学信息,建立了AD调控网络,为进一步探究AD的发生、发展机制提供了借鉴与思考。     

多个GEO芯片联合分析筛选鼻咽癌易感基因

目的：筛选鼻咽癌的关键基因，探讨鼻咽癌发病机制。方法：从公共基因芯片数据库（GEO）搜索有关鼻咽癌表达的数据，联合R语言分析鼻咽癌组织与正常鼻咽组织差异表达的基因；利用基因本体（GO）数据库和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路数据库对差异表达的基因进行富集和功能注释。基于STRING数据库及Cytoscape软件构建蛋白质相互作用网络，分析其关键基因簇及网络节点。结果：共纳入3套鼻咽癌基因芯片数据，选出在≥3个数据集中有交集的差异表达基因116个，其中上调基因69个，下调基因47个。差异表达基因GO富集分析发现细胞分裂异常、蛋白结合改变，纺锤体装配异常、细胞外泌体功能改变与鼻咽癌发生发展相关；鼻咽癌组织细胞内部分信号通路发生显著改变，包括DNA修复、细胞外基质受体相互作用、细胞周期、小细胞肺癌、人T细胞白血病病毒1感染等。蛋白质相互作用网络提示存在3个重要的基因簇及4个关键基因。结论：利用生物信息学方法能有效筛选目标基因和信号通路，为鼻咽癌的治疗提供新的策略。     

肺结节病生物标志物与治疗药物的筛选与分析

目的：筛选肺结节病相关的生物标志物并进行功能分析,并预测潜在的治疗药物。方法：从基因表达数据库中下载表达谱GSE34608数据集,导入GEO2R在线工具筛选结节病患者与健康对照之间的差异表达基因（DEGs）,然后采用DAVID网站对差异基因进行基因本体（GO）富集分析和通路富集分析,并基于STRING数据库建立蛋白互作网络。根据DGIdb数据库预测能够治疗结节病的潜在药物。结果：与健康对照组相比,共筛选出2 837个DGEs,包括上调基因1 662个,下调基因1 175个。GO富集分析发现,差异基因主要参与信号传导活性、肿瘤坏死因子（TNF）结合、NF-κB信号、细胞周期阻滞、细胞黏附、免疫反应、蛋白磷酸化等生物过程。通路富集分析表明内吞,NF-κB信号,TNF信号,MAPK信号,趋化因子信号,Toll样受体信号,细胞凋亡等通路显著富集。蛋白互作网络分析挖掘出的核心基因包括TLR4、JUN、CASP3、PTEN和CXCL8。筛选出的潜在治疗结节病的药物包括紫杉醇、秋水仙素、西妥昔单抗、甲巯咪唑等。结论：本研究筛选出了肺结节病相关的候选基因和信号通路,扩展了对其病因和分子机制的理解,这些...     

基于生物信息学方法筛选高砷暴露人群的关键基因

目的 利用生物信息学方法筛选高砷暴露人群关键基因及相关信号通路。方法 从高通量基因表达(gene expression omnibus, GEO)数据库下载GSE110852数据集，通过GEO2R在线工具筛选差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),应用R语言绘制火山图和热图。应用注释、可视化和综合发现数据库(the database for annotation, visualization and integrated discovery, DAVID)对DEGs进行基因本体(gene ontology, GO)和京都基因和基因组数据库(kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)通路富集分析，使用R语言绘制结果气泡图。通过基因/蛋白相互作用检索搜查工具(search tool for the retrieval of interacting genes/proteins, STRING)数据库构建差异表达基因的蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interactio...     

刺山柑治疗系统性硬化症机制的网络药理学探究及分子对接验证

目的：基于网络药理学探究刺山柑治疗系统性硬化症（SSC）的分子机制。方法：使用GEO、GeneCards、PharmGkb、TTD以及DrugBank数据库获取SSC靶点,查阅相关文献及SwissTargetPrediction数据库获取刺山柑主要成分及其所对应靶点,取交集获取预测靶点。登录String数据库对预测靶点进行蛋白互作分析（PPI）,进一步使用Cytoscape对网络拓扑分析获取核心基因,并将核心基因与刺山柑主要成分进行分子对接验证。使用R软件对预测靶点进行基因本体论（GO）分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析。结果：共获取刺山柑有效成分15个及其靶点178个,SSC靶点3 171个,取交集得到预测靶点66个。拓扑分析得到PPI核心基因VEGFA、TNF、AKT1、PTGS2、MMP9等10个,GO分析涉及活性氧代谢过程、蛋白激酶B信号、炎症反应的调节、磷脂酰肌醇3-激酶信号等多项生物过程,KEGG通路分析得到PI3K-Akt信号通路、蛋白聚糖与癌症、黏着斑、Rap1信号通路等信号通路。结论：通过网络药理学方法预测刺山柑治疗SSC的分子机制,为刺山柑治疗SSC...     

他克莫司的生物信息学分析及其对自闭症谱系障碍的潜在治疗意义

目的：探讨他克莫司对自闭症谱系障碍的潜在治疗作用。方法：从基因表达谱数据库获取他克莫司及自闭症谱系障碍的数据,分别进行差异分析、基因本体学富集分析、京都基因与基因组百科全书富集分析、蛋白质相互作用网络分析并筛选关键基因,将二者的差异基因及KEGG通路进行关联分析,以及利用表观精准治疗预测平台进行药物与疾病关联分析,筛选出与他克莫司相关的疾病、药物及体内作用靶点,并在中文、英文数据库中检索自闭症谱系障碍与关键基因作用的相关文献加以验证。结果：他克莫司组共筛选出差异基因451个,其中基因本体学富集的基因大多参与小分子分解代谢过程、过氧化物酶体基质、黄素腺嘌呤二核苷酸结合、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸结合等过程;京都基因与基因组百科全书通路富集主要和炎症反应、补体和凝血系统、氧化应激、过氧化物酶体增殖物激活受体信号通路、丝裂原活化蛋白激酶信号通路、哺乳动物雷帕霉素靶点信号通路等过程或功能相关。结合表观精准治疗预测平台的计算结果,发现他克莫司对全基因组表达谱的影响复杂,在蛋白质相互作用网络中共得到449个蛋白,筛选出12个关键基因,主要与细胞周期进程、炎症反应、免疫反应等功能相关;他克莫司和自闭症谱系障碍有关联。并验证了关键靶点的有效性。结论：他克莫司对免疫反应、炎症反应、细胞周期等过程或通路具有调控作用,其可能在抑制免疫反应的同时,还具有抑制神经炎症的功能,对自闭症谱系障碍患者有潜在的治疗意义。     

基于公共数据库分析NPY1R在乳腺癌中的表达及与他莫昔芬耐药的关系

目的 ：研究NPY1R在乳腺癌他莫昔芬耐药中的作用,为预测和逆转乳腺癌内分泌耐药提供新的分子标志物。方法 ：从GEO数据库中获取乳腺癌他莫昔芬耐药前后基因表达数据集,并通过GEO2R筛选出NPY1R为乳腺癌他莫昔芬耐药前后差异表达基因,利用TCGA数据库和CPTAC数据库分析NPY1R在乳腺癌组织中的mRNA和蛋白表达水平,收集我院临床组织样本并通过免疫组化验证NPY1R在他莫昔芬耐药前后的配对组织中的差异,通过STRING数据库构建NPY1R编码蛋白互作网络并进行GO/KEGG分析以及利用starBase数据库预测靶向作用于NPY1R的miRNAs;最后使用Kaplan-Meier Plotter数据库分析NPY1R在乳腺癌患者中的生存及预后。结果 ：与正常组织比较,NPY1R在乳腺癌中mRNA表达下调且其编码蛋白表达水平也同样降低;免疫组化结果显示NPY1R在乳腺癌他莫昔芬耐药后复发组织中表达下降;临床相关性分析发现NPY1R的表达与乳腺癌中ER、PR、Her2状态显著相关;GO/KEGG分析显示NPY1R及其相关蛋白主要作用于G蛋白偶联受体等信号通路,star Base预测mi ...     

全基因组芯片对转基因水稻及其受体基因表达谱比较性

目的比较转基因水稻与其受体的转录谱差异,探索通过比较转录谱差异评价转基因水稻非预期效应安全性的可能性。方法利用水稻全基因组Oligo芯片,采用统计学和生物学双重指标鉴定转基因水稻与其受体的表达差异。通过基因信息数据库检索表达差异基因的相关信息。结果在全基因组范围内,筛查出22个差异表达基因,其中13个上调基因,9个下调基因,这些差异表达基因分布于11个染色体上。结论利用全基因组芯片筛查出的转基因水稻与其受体的表达差异基因,为转基因水稻非预期效应的评价提供了无偏性的靶标,但由于自然变异的影响以及目前人类关于生物基因功能数据库的不健全将在一定程度上影响基因芯片技术广泛应用于转基因生物安全性评估。     

生物信息学与抗病毒药物的研究

根据病毒的基本结构和生存机制 ,利用基因和基因组学的成果 ,对现有一些抗病毒中药复方用到的植物 ,就其DNA和蛋白质序列进行基因预测 ,对其基因多样性、活性成分的药靶和活性成分结构、代谢过程的模拟等方面进行分析、比较 ,找出这些植物抗病毒特性的功能基因、蛋白质结构特征、活性成分的药靶和活性成分结构等生物信息 ,然后用生物信息学的方法把这些已知的DNA序列、功能基因等生物信息和整个中药基因库进行比对 ,找出具有很大相似性的植物 ,最后分析和实验 ,验证这些植物的抗病毒药效。     

高山被孢霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因转化大豆的研究

目的从高山被孢霉中克隆的Δ^6-脂肪酸脱氢酶基因与植物表达载体pBA121连接,构建重组质粒pBMACL6,采用农杆菌介导的大豆子叶节转化系统成功地将该基因导入到栽培大豆吉林47品种中,获得一批转基因植株。方法利用子叶节外植体诱导出丛生芽和再生植株,利用卡那霉素的抗性筛选培养基连续筛选以及PCR方法、DNA分子杂交分析检测转基因植株中的Δ^6-脂肪酸脱氢酶基因表达状况。结果经PCR检测和DNA分子杂交分析,初步证明Δ^6-脂肪酸脱氢酶基因已导入并整合到大豆基因组中。结论成功地将Δ^6脂肪酸脱氢酶基因导入并整合到大豆基因组中。     

The human genome and the future of medicine

The draft human genome sequence (about 3 billion base pairs) was completed in 2001. Humans have fewer protein-coding genes than expected, and most of these are highly conserved among animals. Humans and other complex organisms produce massive amounts of non-coding RNAs, which may form another level of genetic output that controls differentiation and development. Aside from classical monogenic diseases and other differences caused by mutations and polymorphisms in protein-coding genes, much of the variation between individuals, including that which may affect our predispositions to common diseases, is probably due to differences in the non-coding regions of the genome (ie, the control architecture of the system). Within 10 years we can expect to see: increased penetration of DNA diagnostic tests to assess risk of disease, to diagnose pathogens, to determine the best treatment regimens, and for individual identification; a range of new pharmaceuticals as well as new gene and cell therapies to repair damage, to optimise health and to minimise future disease risk; and medicine become increasingly personalised, with the knowledge of individual genetic make-up and lifestyle influences.     

致唐氏综合征胎儿大脑皮质发育异常的HC21基因的筛查和鉴定

目的通过比较唐氏综合征（DS）和正常胎儿大脑皮质中的基因差别表达模式,初步筛选出与DS大脑皮质发育异常、乃至与智力低下发生密切相关的人类21号染色体基因（HC21）,为搭建21三体（T21）智力低下发生的分子网络奠定基础。方法利用Affymetrix U133A基因芯片分析HC21基因在20周DS和正常胎儿大脑皮质中的差别表达模式,利用半定量RT-PCR和反向Northern印迹杂交对筛选出的HC21基因进行鉴定。结果Affymetrix U133A芯片含有127个已知的HC21基因,其中在两类大脑皮质中均不表达的有56个。在两类组织中均表达的71个HC21基因中,表达上调1．4倍以上的HC21基因有27个,表达下调1．5倍以上的有两个。对99个HC21基因所进行的半定量RT-PCR和／或反向Northern印迹杂交分析也得到了一致的结果。结论在DS和正常胎儿脑组织中差别表达的HC21基因可能就是造成DS脑组织结构和功能发育异常的根本原因,也是引发智力低下的重要的候选基因,对这些基因分子作用通路的深入研究是全面揭示DS胎儿大脑皮质发育异常乃至智力低下发生分子机制的基础。     

白介素17的进化及结构分析

目的 从系统发生学和结构生物信息学的角度探讨脊椎动物白介素17(IL-17)基因的起源及其蛋白质结构.方法 从美国国家生物技术信息中心(NCBI)及联合基因组研究所(JGI)数据库搜索得到全部已知的人、斑马鱼和文昌鱼IL-17蛋白质序列,同时从另外几个数据库中搜索得到鸡、海鞘等7种常见模式生物的部分IL-17蛋白质序列.利用MEGA软件为这些蛋白质序列构建系统发生树,并用MODELLER软件预测斑马鱼、文昌鱼、海鞘、线虫IL-17的三维结构,再与已有的人IL-17F晶体结构进行比较分析.结果 虽然所有IL-17蛋白质序列中都含有4个保守的可能形成一个“半胱氨酸结”构象的半胱氨酸残基,但文昌鱼展示出两种不同的分布模式,其中一种与脊椎动物的分布模式相似,另一种是文昌鱼自身特有.系统发生树显示,脊椎动物IL-17基因的直系同源(ortholog)在文昌鱼基因组中没有出现,而出现于海鞘基因组中.IL-17蛋白质三维模型的比较结果与系统发生树一致.结论 文昌鱼的IL-17可能是IL-17进化的分歧点,脊椎动物IL-17基因的直系同源可能最早出现于尾索动物.     

食管癌相关基因片段的筛选与鉴定

目的 :从已构建的中国人食管癌特异的消减cDNA文库中 ,初步筛选与鉴定食管癌相关基因片段。方法 :随机挑选 48个片段作反Northern印迹杂交分析 ,将杂交信号有差别的 15个片段送测序公司进行测序 ,用Gen BankBlast程序检索 ,以同源性很小的cDNA片段作为新基因的候选基因 ,观察其在食管癌组织和正常食管粘膜组织中的表达情况。结果 :所获得的 7个序列中 :3y5 9与已知基因同源性很小 ,且 3y5 9在 30例食管癌及其配对正常食管粘膜组织中 ,19例 (6 3.3 % )表达有差别 ,11例 (36 .7% )表达无差别 (P <0 .0 5 )。 3y88与已知基因geminin基因部分同源。另外 5个片段 3y2 0 ,3y14,3y90 ,3y91和 3y92分别与核糖体蛋白RpL7a,TLH2 9蛋白驱动子 ,Hsp70 /Hsp90 organizingprotein ,Keratin6 (KRT6C)和内膜蛋白等已知基因序列高度同源。结论 :3y5 9可能是与食管癌的发生、发展有关的新的候选基因。首次发现 ,geminin基因 ,核糖体蛋白RpL7a,TLH2 9蛋白驱动子 ,Hsp70 /Hsp90 organizingpro tein ,Keratin6 (KRT6C) ,内膜蛋白等已知基因可能与食管癌的发生发展有关     

应用mRNA差异显示技术筛选卵巢癌耐药相关基因

目的 筛选卵巢癌泰素耐药相关基因。方法 采用间歇诱导法建立了卵巢癌泰素耐药细胞株Ｓｋｏｖ３／Ｔａｘｌ－２５;采用ｍＲＮＡ ＤＤ比较Ｓｋｏｖ３／Ｔａｘｏｌ－２５对泰素耐药增加４４倍,同时对顺铂也产生了耐药。比较Ｓｋｏｖ３和Ｓｋｏｖ３／Ｔａｘｏｌ－２５的ｍＲＮＡ,获得２２个差异条带。对其中５个差异条带进行了ＤＮＡ序列测定,有３个与已知的基因高度同源,分别为ｔＰＡ、Ｋｉａａ０３７２和ＬＤＬＣ。２个为未知     

EBV病毒全基因组cDNA探针的设计与制备

目的设计和克隆所有EB病毒(EBV)已知和预计的编码基因作为cDNA探针用于构建EBV微阵列,以促进研究EBV在其相关疾病中的发病学作用.方法cDNA探针首先由Oligo6.0,Blast和Primer Primier软件设计和筛选全 EBV基因组探针,它们的长度被定在300～600 mer并且具有高度特异性.从B95-8细胞和NPC组织的基因组DNA和 RNA中,通过PCR和RT-PCR方法扩增这些探针,之后克隆入T/A克隆载体.所有的探针被测序鉴定.结果除LF1和LF3基因在B95-8细胞的EBV基因组中不存在外,其余85个基因片段(BWRFl基因有7个重复阅读框架)和两个EBERs基因被成功克隆.结论EBV cDNA探针的设计和克隆为制备EBV微阵列和进一步研究EBV基因组在其相关疾病中的作用奠定了基础.     

广东省茂名市2017—2018年空肠弯曲菌食品分离株病原特征

目的 采集2017—2018年茂名市禽类和畜类食品（仅宰杀切割）,了解空肠弯曲菌携带率,分析其病原学特征。方法 对茂名市禽类和畜类食品（仅宰杀切割）监测过程中分离的空肠弯曲菌进行了抗生素敏感性检测、耐药基因检测和全基因组测序,并基于全基因测序进行遗传进化分析。结果 2017—2018年共检出空肠弯曲菌食品分离株14株,对链霉素、环丙沙星、克林霉素、萘啶酸、阿奇霉素、强力霉素、四环素等抗生素高度耐药,携带着多种耐药基因;基于全基因组的遗传进化分析显示,茂名市检出的12株空肠弯曲菌分离株处在不同进化分支上,显示出多样遗传性。结论 在茂名地区,家禽和畜牧类食品的空肠弯曲菌感染率很高,具有多种抗药性,对畜牧农场和饲料中这种细菌抗药性的监测需要加强,以便为有效防治空肠弯曲菌引起的相关疾病提供参考。