基因芯片技术筛选移位耳廓软骨细胞差异表达基因的研究#

目的：应用基因芯片技术对移位后的弹性软骨进行基因表达差异研究,并分析弹性软骨特征蛋白基因的差异,筛选出与弹性软骨特征相关的关键核心基因。方法：取健康8周龄C57BL/6小鼠,随机分为正常侧耳廓弹性软骨组、对侧耳廓缺损弹性软骨移植组、背部耳廓弹性软骨移植组。取移植后软骨分析移植后弹性软骨的基因表达以及基因表达差异。结果：差异基因pathway分析可见,与氧化应激相关基因NDUFB1,NDUFB2,COX7A1,UQCRQ;与磷酸化相关NDUFA2,NDUFA3,COX7C,NDUFA1,COX17,ATP5H,C OX6C,NDUFB6,COX6B1,COX5B,COL2A1,COL10A1,ALP,Runx2,ZHD-1,CPD;与再生相关NDUFB1,NDUFB2,COX7A1,UQCRQ,ND UFA2,NDUFA3,COX7C,NDUFA1,ATP5H,COX6C,NDUFB6,COX6B1,COX5B,COL2A1,COL10A1,ALP,Runx2,ZHD-1,CPD;与迁移相关基因COL2A1,COL10A1,ALP,Runx2,ZHD-1,CPD,NDUFB1,NDUFB2,COX7A1,UQCRQ,NDUFA2,NDUFA3,COX7C,NDUFA1,AT P5H,COX6C,NDUFB6,COX6B1,COX5B;与核蛋白体相关基因RPL3I,RPL37A,RPS19,RPL39,RPS11,PRS13,RPS25,RPL27,RPS23,RP LP2;与RNA多聚酶相关POLR2I。差异基因共计23个,上调17个,下调6个。结论：通过动物模型筛选出表达差异基因可为进一步干预弹性软骨移位后的转归提供参数和依据,为临床耳再造提供最为生理的支架材料。     

综合生物信息学与机器学习筛选非酒精性脂肪性肝炎的趋化因子相关核心基因

目的 综合运用生物信息学方法及机器学习算法筛选与非酒精性脂肪性肝炎相关的趋化因子核心基因。方法 公共数据库GEO下载非酒精性脂肪性肝病芯片数据集GSE49541,采用R studio软件进行差异分析筛选差异基因,对差异基因进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,将差异基因与趋化因子通路相关基因集取交集获取趋化因子相关差异基因,然后采用机器学习LASSO回归及SVM-RFE算法筛选核心基因,通过Genemania数据库构建核心基因互作网络图,构建核心基因列线图预测模型,并通过ROC曲线验证列线图效能。结果 共筛选获取差异基因148个,GO及KEGG富集分析提示差异基因富集于脂质代谢、趋化因子、细胞外基质等。最后筛选获得核心基因CCL19、CD24、ROBO1、SLC12A2,构建核心基因互作网络图,基于核心基因建立NASH列线图预测模型,该模型ROC曲线的AUC=0.997,95%置信区间(confidence interval, CI)为0.988～1.000。结论 CCL19、CD24、ROBO1、SLC12A2可能与非酒精性脂肪性肝炎发生与进展密切相关,有望成为诊断和精准治疗的...     

巨噬细胞极化相关差异基因的筛选及其在脓毒症中的潜在治疗价值

目的运用生物信息学方法寻找巨噬细胞极化成M1、M2型的差异基因,为临床筛选脓毒症的免疫调节治疗靶点提供理论依据。方法从综合性基因表达(GEO)数据库下载2套基因芯片数据,以在γ-干扰素(IFN-γ)及脂多糖(LPS)作用下极化为M1型巨噬细胞,白细胞介素-4(IL-4)作用下极化为M2型巨噬细胞为条件筛选样本,并提交至GEO2R平台进行在线分析,将筛选出的差异基因取交集作为最终的差异基因。利用DAVID软件对差异基因进行GO富集分析及KEGG信号通路分析,同时在STRING数据库行蛋白质交互作用分析。结果共筛选出1 241个差异基因,其中在M1型巨噬细胞中表达上调而在M2型巨噬细胞中表达下调的基因有591个,在M1型巨噬细胞中表达下调而在M2型巨噬细胞中表达上调的基因有650个。功能富集分析结果显示,在M1型巨噬细胞中表达上调而在M2型巨噬细胞中表达下调的基因主要涉及炎症反应、细胞凋亡等功能,在M1型巨噬细胞中表达下调而在M2型巨噬细胞中表达上调的基因主要涉及能量代谢、氧化磷酸化等生物途径。STRING数据库分析结果显示,NDUFS3、ATP5D、ATP5I、NDUFB10等基因为相对核心的基因。结论本研究通过生物信息学筛选出的巨噬细胞极化核心差异基因,为脓毒症的免疫学治疗提供新的方向。     

基于生物信息学筛选并综合分析肝细胞癌关键基因

目的：通过生物信息技术,检索肝细胞癌（LIHC）相关基因及对相关基因进行深入分析。方法：利用基因数据表达库（GEO）检索“LIHC“词条,下载GSE109903芯片数据,通过生信分析筛选对照组及组差异表达基因,对所获得差异表达基因进行GO功能分析、KEGG通路分析、差异基因特征表达分析并作可视化处理;蛋白互作网络分析并作可视化处理,筛选与LIHC相关性较强的核心基因EEF1A1与HK2。通过GEPIA、Kaplan-Meier plotter、GeneMANIA、Timer2.0数据库进行分析,明确LIHC关键基因的差异表达、预后价值和免疫细胞浸润情况。结果：共筛选到1 059个差异表达基因,包括637个上调基因、872个下调基因;功能分析显示差异基因主要参与以DNA为模版的正向转录调控、核体功能、核染色质功能、RNA结合等过程;通路分析显示差异基因参与系统性红斑狼疮、酒精中毒等疾病通路与RNA聚合酶Ⅰ启动子开放通路等;差异基因特征表达分析显示与差异基因特征相似的药物主要有CDC抑制剂、前列腺素、血清素受体拮抗剂、BAF转录阻遏抑制剂、酪氨酸磷酸酶抑制剂等;蛋白互作网络分析显示与LIH...     

基于GEO数据库分析睡眠剥夺影响肝代谢的核心基因及关键通路

目的：基于基因表达数据库(GEO)筛选睡眠剥夺影响肝脏代谢过程的差异基因(DEG),探究DEG的生物学功能及关键信号通路,探析睡眠影响代谢的分子生物学机制。方法：从GEO数据库中筛选出包含有睡眠剥夺和正常对照的基因芯片数据集,使用其自带的分析工具GEO2R,以P值(adj.P)＜0.05且|log2FC|≥1作为筛选条件对数据库中的DEGs进行筛选。同时运用DAVID数据库对DEGs行基因本体(GO)富集分析,运用Pathways行京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。最后,运用STRING平台构建蛋白质互作用网络(PPI),并运用来自Cytoscape3.8.2软件的cytohubba插件筛选所涉及的核心基因。结果：本次研究总共筛选出54个差异基因,上调基因有34个,下调基因有20个。GO分析结果显示,差异基因的BP主要富集在脂质代谢、类固醇代谢、甘油三酯合成正调节、昼夜节律、SREBP信号通路等,CC主要富集在细胞器、内质网膜、内质网、高尔基体等;MF主要富集在氧化还原酶活性、血红素结合、铁离子结合、跨模信号受体活性等;KEGG通路主要富集在PPAR通路、类固醇激素生物合成通路、癌症转录失调通路、视黄醇新陈代谢通路共计4条信号通路。通过STRING数据库及Cytoscape3.8.2软件共筛选出PPARG、SREBF1、FGF21、Lpin1等为此过程的核心基因。结论：利用生物信息学方法能有效筛选出睡眠剥夺影响肝脏代谢的核心基因和关键通路,为睡眠障碍和代谢失调性疾病的诊治提供了新思路。     

ERAP1与强直性脊柱炎患者肺炎衣原体感染的关联性

目的 探究ERAP1基因是否与强直性脊柱炎患者肺炎衣原体感染存在关联.方法 提取强直性脊柱炎患者外周血DNA,采用测序法对ERAP1两个单核苷酸多态性位点(rs30187和rs27044)进行基因分型.ELISA法检测强直性脊柱炎患者外周血肺炎衣原体抗体IgG.检测强直性脊柱炎患者血沉和C反应蛋白水平.结果 强直性脊柱炎患者肺炎衣原体感染率高于健康人.rs27044位点C等位基因提高AS患者肺炎衣原体感染的危险(OR=1.932,95%CI:0.852~4.377,P=0.042).结论 ERAP1 rs27044位点单核苷酸多态性与强直性脊柱炎患者衣原体感染率存在关联,等位基因C提高患者感染率.     

子痫前期患者外周血潜在标志物筛选及其诊断价值

目的：探讨子痫前期差异表达基因在外周血中的表达及其诊断价值。方法：在GEO数据库中选取子痫前期患者与正常孕妇中差异表达基因谱数据,并对差异表达基因进行筛选。对筛选出的差异基因进行聚类并进行KEGG和蛋白相互作用网络(PPI)分析;同时对差异表达基因进行关键基因(hub)鉴定,比较子痫前期患者与正常孕妇血清中筛选出的hub基因的表达水平有无差异。采用受试者工作特征(ROC)曲线评估血清中筛选出的hub基因作为诊断标志物的敏感性、特异性及ROC曲线下面积(AUC)。结果：选取了GSE10588、GSE48424和GSE60438 3个数据集为研究对象。3个数据集中共差异表达的基因为7个分别是TLR4、MYD88、PRKAR1A、GCH1、NF-KB、FN1UBOX5和ZC2HC1A。7个差异表达基因GO分析主要富集于模式识别受体信号通路、I-kappaB/NF-kappaB复合体、toll样受体结合。KEGG信号通路主要富集于NF-kappa B信号通路、toll样受体信号通路、MAPK信号通路,TLR4和MYD88为差异基因中的关键hub基因,TLR4和MYD88基因在子痫前期患者血清中...     

CDK1基因在肝癌预后和免疫细胞浸润的生物信息学分析

目的 通过生物信息学方法研究细胞周期素依赖性激酶1(Cyclin-dependent kinase 1,CDK1)在肝癌(Hepatocellular carcinoma, HCC)组织中的表达差异,探索其在肝癌预后和免疫细胞浸润间的作用。方法 从GEO数据库下载肝癌数据集,使用R软件分析差异基因,并取交集基因;通过GO和KEGG分析富集通路;使用STRING和cytoscape构建差异基因互作网络,结果可视化获取核心基因CDK1;UALCAN和GEPIA数据库分析肝癌中CDK1的表达水平,及其与临床特征的关系;HPA数据库分析CDK1蛋白在肝癌组织和正常组织的表达差异;通过Kaplan-Meier Plotter分析CDK1表达水平与HCC预后的关系;TIMER数据库分析CDK1与HCC肿瘤免疫细胞浸润、免疫细胞表面标记物的相关性。结果 3个肝癌数据集筛选出共有的347个差异基因;KEGG通路显示差异基因主要参与细胞周期通路;与正常组织相比,CDK1基因在HCC组织中表达水平升高;CDK1高表达与肿瘤分期、年龄均有相关性;生存分析结果表明CDK1基因高表达患者生存时间明显低于低表达患...     

口腔鳞状细胞癌m6A相关差异表达基因的生物信息学分析

目的:筛选口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma,OSCC)m~6A相关的差异表达基因,探寻相关信号通路,为OSCC提供候选的诊断标记物和分子治疗靶点。方法:下载TCGA数据库中OSCC数据,提取m~6A相关基因的表达。R软件筛选正常组织和肿瘤组织间的差异表达基因,对m~6A相关基因进行聚类分析与相关性分析。基因富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)研究差异基因的信号通路。结果:本研究筛选出8个差异表达基因(P<0.05),包括HNRNPC、KIAA1429、METTL3、METTL14、RBM15、WTAP、YTHDF1和YTHDF2,差异基因在癌组织的表达量均高于正常组织(P<0.05)。m~6A相关基因之间存在复杂的相关性。GSEA富集分析显示,差异表达基因主要参与细胞周期、碱基切除修复、同源重组和剪接体等相关信号通路。结论:HNRNPC、KIAA1429、METTL3、METTL14、RBM15、WTAP、YTHDF1与YTHDF2可作为OSCC的候选诊断标记物和分子治疗靶点。     

基于生物信息学方法筛选结直肠癌转移的相关基因

目的：　应用生物信息学对基因芯片数据进行分析,探讨结直肠癌的转移机制,寻找潜在的转移及预后标记物。方法：　从GEO数据库选取GSE41568、GSE68468进行分析,使用R语言limma包筛选结直肠原发癌与转移瘤之间的差异基因,获得2个数据集的共同差异基因;运用clusterProfiler包进行功能富集分析并进行可视化;通过STRING数据库、Cytoscape软件进行蛋白质互作网络分析及关键模块的筛选;使用TCGA数据库的结直肠癌数据对差异基因进行表达分析和生存分析。结果：　共筛选出108个共同差异基因;通过基因富集分析发现,差异基因主要富集在补体及凝血级联等通路及生物学过程中;通过蛋白质互作网络分析发现3个关键模块;基于TCGA数据对共同差异基因分析发现,CLCA1、COLEC11、FCGBP、PDZD2、SERPINA1、SPINK4共6个基因在Ⅰ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅳ期结直肠癌的表达有显著差异（P<0.05）,并且与结直肠癌的预后显著相关（P<0.05）。结论：　通过生物信息学筛选出108个共同差异基因及3个关键模块,并得到6个预后相关基因,为研究结直肠癌的转移机制及预后、靶向治疗提供了一定的理论支持。     

炎症通路在强直性脊柱炎发病中作用的转录组学研究

目的：研究强直性脊柱炎（AS）的转录组学以阐释该疾病发病中涉及的关键基因和通路。方法：收集AS患者及健康对照外周血单个核细胞,提取RNA,通过高通量RNA测序的方法得到基因表达谱。采用生物信息学方法,比较AS患者及健康对照者的基因表达情况,选差异基因,并进行GO功能注释、KEGG通路富集分析、蛋白互相作用网络分析（PPI）及表型分析。并用ELISA方法在AS患者和健康对照者外周血中进一步验证通路中涉及的重要细胞因子的水平。结果：AS患者和健康对照者存在153个差异表达基因（DEGs）,其中149个基因上调,4个基因下调,这些基因相互之间密切联系。通过上调基因的生物功能分析后发现,其主要与TNF信号通路、趋化因子信号传导等炎症通路相关。另外,在外周血浆中验证到,AS患者较健康对照者炎症细胞因子IL-2、IL-6、IL-10、TNF-α和IFN-γ的表达水平显著升高（P＜0.05）。结论：TNF、趋化因子信号传导等信号通路以及IL-2、IL-6、IL-10、TNF-α和IFN-γ等炎症因子与AS发病有关。     

基于生物信息学分析宫颈癌关键基因及预后相关的生物标志物

目的 从公共数据库筛选并探讨宫颈鳞状细胞癌的关键致病基因。方法 从GEO数据库GSE122697、GSE89657里下载宫颈组织表达谱芯片数据。利用R软件和韦恩图查找数据集的差异表达基因(DEGs)交集,进行GO 和 KEGG 通路富集分析。利用STRING数据库构建了DEGs的蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPIs)并导入Cytoscape软件进一步分析,通过cytohubba插件和MCC算法筛选出DEGs。利用癌症基因组图谱数据(TCGA)对已初步筛选的DEGs进行验证及生存曲线分析,并进一步筛选与宫颈癌总生存率相关的DEGs进行ROC分析,获得关键基因。结果 宫颈鳞状细胞癌差异基因56个,其中15个上调和41个下调。GO 及 KEGG 分析结果显示, 这些 mRNA 主要参与细胞核分裂、细胞外基质代谢调控等生物学进程; 主要富集于细胞周期、减数分裂、PIK-Akt信号通路、ECM受体相互作用通路等。通过PPI网络中筛选出18 个核心基因,并在TCGA数据集中得以验证,生存曲线分析的结果表明18个差异基因中的ASF1B基因对宫颈癌患者生存预后具有显著影响 (HR=0.437(0.272-0.704), P<0.01), ROC分析的结果表明其对宫颈癌患者具有很好的诊断价值(AUC=0.998)。结论 本研究通过综合生物信息学分析,有望为宫颈癌诊断和预后提供可靠的分子生物标志物和治疗靶点。     

基于RNA测序的A亚型呼吸道合胞病毒毛细支气管炎转录组学特征分析及关键基因预测

目的：基于RNA测序数据的分析，寻找A亚型呼吸道合胞病毒（RSV）毛细支气管炎有关的关键基因（Hub基因）和通路，为RSV毛细支气管炎的干预和治疗提供依据。方法：招募23例RSV毛细支气管炎住院患儿为病例组，以10例健康儿童为对照组。收集外周血白细胞并提取RNA用于高通量测序。利用三种R软件包（DESeq2、edgeR、limma）获取病例组和对照组之间的差异表达基因（DEGs）。利用R包clusterProfiler和Metascape在线工具对所有的DEGs进行GO和KEGG富集分析。利用STRING数据库进行DEGs的蛋白互作分析，用Cytoscape软件筛选Hub基因。结果：共筛选出286 个DEGs，包括166 个表达上调的基因和120 个表达调的基因。GO功能富集分析发现DEGs主要参与过氧化氢代谢过程、细胞对生物刺激的应激反应、维生素D受体信号通路等生物学过程。KEGG通路分析显示DEGs主要涉及免疫系统中的细胞因子信号、适应性免疫系统、中性粒细胞脱颗粒等信号通路。从蛋白互作网络中筛选出4个核心模块，主要与RAF/MAP激酶级联反应、病毒蛋白与细胞因子和细胞因子受体互作等通路有关。最后筛选出RRM2、BUB1B、BUB1、MCM10、CDC45、MKI67、ASPM、NCAPG、NUSAP1、ESPL1、CDT1 共11个与A亚型RSV毛细支气管炎相关的Hub基因。结论：本研究鉴定出的免疫相关通路和Hub基因可能与RSV毛细支气管炎发病有关，其具体机制值得进一步研究。     

基于生物信息学的结肠癌核心基因筛选及验证

目的:利用生物信息学方法筛选结肠癌核心基因,并通过体外实验进行验证,挖掘潜在的结肠癌分子标志物.方法:从GEO数据库下载GSE23878、GSE37182和GSE74602数据集,应用R语言筛选结肠癌和癌旁组织的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并对DEGs进行GO...     

基于GEO数据库生物信息学方法分析子宫内膜癌相关基因和候选通路

目的：通过生物信息学方法分析与子宫内膜癌（EC）发生发展相关的关键基因和候选通路,探讨EC的发病机制和治疗靶点。方法：自公共基因芯片数据库（GEO）下载EC芯片数据集GSE17025和GSE63678,使用GEO2R在线分析工具和R软件筛选EC癌组织与癌旁组织的差异表达基因（DEGs）,并对DEGs进行基因本体论（GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）信号通路分析,采用String数据库进行蛋白质-蛋白质互作网络（PPI）分析,最后采用Cytoscape软件对PPI网络进行可视化并进行模块分析。结果：对芯片数据集GSE17025和GSE63678进行DEGs分析后共获取100个共同上调基因和106个共同下调基因。GO富集分析DEGs主要富集于有丝分裂染色体分离、核分裂和细胞器分裂等生物学过程;KEGG信号通路分析DEGs主要富集于细胞周期、miRNA、p53信号通路和2型糖尿病等信号通路。通过Cytoscape软件分析,PPI网络中细胞分裂周期基因20（CDC20）、极光激酶A（AURKA）、细胞周期蛋白B1（CCNB1）、泛素E3连接酶（DTL）、中心体相关蛋白55（CEP55）、细胞周期蛋白依赖性激酶1（CDK1）、驱动蛋白家族成员11（KIF11）、母体胚胎亮氨酸拉链激酶（MELK）、细胞周期蛋白B2（CCNB2）和苯并咪唑出芽抑制解除同源物蛋白1（BUB1）被筛选为关键基因。结论：细胞周期相关基因与通路调控网络的失调可能是EC发病的主要机制。     

基于生物信息学的未分化甲状腺癌关键发病机制及其潜在干预靶点研究

目的: 阐明未分化型甲状腺癌（ATC）的分子病理状态,并挖掘其潜在的干预策略。方法: 利用GEO数据库联合R语言分析ATC组织与正常甲状腺组织差异表达的基因;利用京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路数据库和基因本体（GO）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,分析其关键网络节点和基因簇;最后采用L1000CDS²数据库预测ATC的潜在治疗药物。结果: 共获得2087个差异表达基因。与正常甲状腺组织相比,ATC组织细胞内信号通路及肿瘤微环境均发生显著改变,包括PI3K-Akt信号的持续激活、p53通路的激活、炎症反应、细胞外基质重塑等。蛋白质相互作用网络提示存在3个重要的基因簇和9个关键节点。将差异表达基因与L1000CDS²数据库进行比对后发现22个能够逆转ATC病理状态的潜在化合物。结论: 本研究揭示了ATC发病机制中的关键节点,为ATC的治疗提供了潜在的靶点。     

基于高通量芯片对小儿急性髓系白血病的生物信息学分析

目的：通过生物信息学工具筛选小儿急性髓系白血病（AML）相关的差异表达基因（DEGs）,探讨小儿AML的核心基因并阐明其发病机制。方法：从基因表达数据库（GEO）下载符合本研究要求的小儿AML的转录组数据,采用基因表达分析工具（GEO2R）进行DEGs的筛选。利用基因本体功能注释（GO）及京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析DEGs功能及通路富集情况;利用STRING数据库构建蛋白质互作网络（PPI）并利用Cytoscape软件及插件iRegulon筛选相关的核心基因（Hub genes）及转录因子,通过生物技术信息基因云（GCBI）在线数据库分析前5位的核心基因。结果：本研究共筛选出600个DEGs,其中407个基因上调,193个基因下调。GO分析,相关的DEGs主要参与细胞成分的组成,包括核浆、细胞质、核膜和核斑点。KEGG分析,DEGs主要在肿瘤坏死因子（TNF）、细胞因子受体相互作用及Jak激酶/信号转导与转录激活子（Jak-STAT）信号通路中富集。通过STRING数据库及Cytoscape软件共筛选出甲酰肽受体2（FPR2）、磷酸肌醇3激酶调节亚单位1（PIK3R1）、E1A结合蛋白p300（EP300）、热休克蛋白90α家族（HSP90AA1）和NRAS原癌基因（NRAS）等前20个连接度最高的核心基因,其中EP300、HSP90AA1和NRAS参与了白血病的发生发展。iRegulon共筛选出TP63、NFE2L1和TBX等55个作用于Hub基因的转录因子。结论：筛选出的核心基因和转录因子可能参与小儿AML的发生发展,并可能成为小儿AML的治疗新靶点。     

基于GEO数据库分析支气管肺发育不良发生的关键基因及通路

目的:采用生物信息学方法分析支气管肺发育不良(bronchopulmonary dysplasia,BPD)发生的关键基因和信号通路.方法:在基因表达综合数据库(GEO)中筛选数据集,使用GEO2R工具筛选出BPD与非BPD极早早产儿之间的差异表达基因.使用DAVID数据库进行功能注释和通路分析,使用STRING在线工...     

乳腺癌他莫昔芬耐药相关基因及通路的筛选

目的:利用美国国家生物技术信息中心基因表达数据库中雌激素受体阳性乳腺癌表达谱芯片进行生物信息学分析,筛选他莫昔芬耐药的关键基因和信号通路。方法:利用基因芯片GSE26459,R软件分析得到差异基因,DAVID 进行Gene Ontology和KEGG富集分析,STRING绘制蛋白作用网络。GSEA富集分析得到耐药相关通路及基因。结合蛋白作用网络筛选目标基因并验证。结果:筛选出差异基因1 516个,上调基因505个,下调基因624个。通路富集分析发现脂肪酸代谢通路、细胞粘附、胰岛素抵抗等信号通路在乳腺癌的他莫昔芬耐药中起重要作用,并在富集通路中筛选出ACSL1等候选目标基因并验证。结论:利用生物信息学有效分析他莫昔芬耐药的基因芯片数据,为他莫昔芬耐药的治疗靶点提供重要依据。