单细胞RNA测序联合实验验证树突状细胞在慢性阻塞性肺疾病中的核心基因

目的 单细胞RNA测序(scRNA-Seq)联合实验验证树突状细胞在慢性阻塞性肺疾病(COPD)中的核心基因。方法从基因表达数据集(GEO)数据库下载单细胞数据GSE173896和芯片数据GSE38974。GSE173896进行质控、批次矫正、降维聚类、细胞类型注释及组间树突状细胞差异表达基因(DC-DEG)鉴定。GSE38974差异分析得到的差异基因(DEG)与DC-DEG取交集获取共有DC-DEG,评估共有DC-DEG对COPD的诊断效能和共有DC-DEG富集分析及其与GSE38974免疫细胞浸润中激活的树突状细胞(DC)、浆细胞样树突状细胞(pDC)和Th17细胞的相关性。肺气肿小鼠模型肺组织对共有DC-DEG的mRNA表达量进行实验验证。结果 GSE173896得到组间DC-DEG 18个,GSE38974得到646个DEG,两者取交集得到3个DC-DEG,包括白细胞介素1受体拮抗剂(IL1RN)、 S100钙结合蛋白A8(S100A8)和S100A9,曲线下面积(AUC)值分别为0.841、 0.804和0.966。基因本体论分析(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)...     

基于GEO/TCGA卵巢癌数据库的预后相关miRNA筛选及机制研究

目的 探索卵巢癌组织中差异性miRNAs并通过基础实验探索其分子机制。方法 使用R语言获取GEO数据库中GSE61485(癌旁组织5例，癌组织5例),GSE71477(癌旁组织4例，癌组织4例)和GSE106817(癌旁组织65例，癌组织325例)表达谱数据，癌旁作为对照组，做差异分析，Starbase工具做生存分析。选取卵巢癌SKOV3细胞系，构建miR-150-5p过表达、敲低和阴性对照细胞模型，并用CCK8实验对增殖能力评估，通过LinkedOmics做miR-150-5p的相关性分析以及富集分析。结果 分别对GSE61485,GSE71477和GSE106817表达谱数据差异分析和卵巢癌的预后分析发现，miR-150-5p是唯一共有的肿瘤组织下调基因；并且miR-150-5p过表达SKOV3细胞的增殖能力明显下降(P<0.01),而抑制miR-150-5p表达后，SKOV3细胞增殖能力增强(P<0.01);进一步通过LinkedOmics工具对miR-150-5p相关性基因分析发现负相关基因中PTCH1相关性最强(P<0.01,R=-0.47),正相关基因中I...     

胃癌相关基因COL1A2、FN1、COL6A3预后分析

目的分析胃癌和癌旁组织差异表达基因,筛选出胃癌相关的关键基因,分析关键基因与胃癌预后的关系。方法利用NCBI(美国国立生物技术信息中心)公共数据平台GEO(Gene Expression Omnibus)中胃癌基因芯片数据GSE2685、GSE19826、GSE79973,采用GEO在线分析工具GEO2R分析数据,选取TOP250,输出差异表达基因,并通过在线生物信息学绘制韦恩图,获得共有差异基因;通过KM plotter数据库的应用分析COL1A2、FN1、 COL6A3与预后的关系。结果通过分析GSE2685、GSE19826、GSE79973芯片数据,共获得6个共表达基因,利用差异倍数作图,选取差异倍数在2倍以上的基因COL1A2、FN1、COL6A3进行分析,KM plotter数据库的分析显示COL1A2、FN1、COL6A3与胃癌的总生存期成负相关。结论 COL1A2、FN1、COL6A3在胃癌组织中表达高于癌旁组织,是胃癌的危险因素,其表达水平越高预后越差。     

脓毒症患者中性粒细胞差异表达基因及信号通路的生物信息学分析

目的寻找脓毒症患者中性粒细胞中发生差异变化的致病相关基因及关键通路。方法从基因表达汇编(GEO)数据库下载GSE6535、 GSE49755、 GSE49756、 GSE49757,其中包含143个实验组样本及65个对照组样本的基因芯片数据。采用R软件的相关程序包筛选鉴定出中性粒细胞差异表达基因(DEG)。通过两两交集,得到共93个DEG,进一步用DAVID、 STRING及Cytoscape里的ReactomeFIPlugIn和Cytohubba应用程序等多种方法进行基因功能和通路富集分析、 PPI网络分析和关键基因分析。结果确定中性粒细胞最重要的关键DEG,包括Toll样受体2(TLR2)、原癌基因SRC、基质金属蛋白酶9(MMP9)、白细胞介素1受体2(IL1R2)、抑制蛋白β1(ARRB1)、白细胞介素1受体相关激酶3(IRAK3)、白细胞介素18受体1(IL18R1)、白细胞介素18受体相关蛋白(IL18RAP)、丝氨酸/苏氨酸激酶17b(STK17B);发现了一些涉及脓毒症患者致病相关的通路以及免疫相关的生物学过程。结论这些基因可能通过多种信号通路引起脓毒症的发生发展。     

去分化脂肪肉瘤潜在核心基因的生物信息学预测及分析

目的 探讨去分化脂肪肉瘤的潜在核心基因在其恶性生物学行为中的作用.方法 获取基因表达数据库(gene expres-sion omnibus,GEO)数据库中GSE21122和GSE52390的芯片数据,通过GEO2R筛选差异表达基因,对差异表达基因进行GO功能、KEGG通路富集分析和蛋白互作分析,并用Cytoscap...     

运动损伤滑膜组织转录组数据分析及骨关节炎关键通路和特征基因

背景：研究表明,骨关节炎与滑膜炎密不可分,因此基于滑膜组织探索骨关节炎发病机制具有重要的临床意义。目的：基于生物信息学方法分析骨关节炎患者滑膜组织与正常人滑膜组织转录组数据,从滑膜角度探索骨关节炎的诊疗靶点,并为骨关节炎提供后续研究思路。方法：从Gene Expression Omnibus (GEO)数据库中筛选含有骨关节炎滑膜组织和健康滑膜组织的数据集,得到GSE55457和GSE55235数据集,2个数据集均包含有10个骨关节炎滑膜样本和健康者滑膜样本。用GEO2R在线工具分别对GSE55457和GSE55235数据集进行差异表达分析,取校正后P值(adj.P)<0.05的基因并通过在线工具仙桃学术取2个数据集共同的上调和下调差异表达基因。并对差异基因进行GO功能注释和KEGG通路富集分析。利用STRING数据库对差异基因进行核心蛋白互作网络分析(PPI),并使用Cytoscape软件中的插件CytoHubba中的7种算法(BottleNeck,Clossness,Degree,DNNC,EPC,NNC和MCC)对STRING结果进行可视化,每种算法取分数最高的前10个基因...     

稳定型冠状动脉疾病向急性心肌梗死进展的生物标志物鉴定北大核心CSCD

目的:分析稳定性冠状动脉疾病(SCAD)向急性心肌梗死(AMI)进展的核心基因及作用途径。方法:GEO数据库下载2个独立数据集GSE71226和GSE66360。“limma”包进行差异基因分析。采用“ggplot2”包对GSE71226和GSE66360数据集获取差异基因取交集,并定义SCAD向AMI进展的关键基因。采用Cytoscape软件插件MCODE 1.5.1鉴定蛋白质相互作用(PPI)网络中的核心基因。选取中国人民解放军海军安庆医院2019年1月至2020年3月住院的168例SCAD患者作为SCAD组,选择同期正常体检的健康志愿者24例作为对照组。对SCAD组进行随访,发生AMI则定义为AMI组。结果:GSE71226数据集中获得1122个差异基因,GSE66360数据集中获得463个差异基因,取交集后共获得48个关键基因。GO分析主要富集于环磷酸腺苷反应、对应力刺激的响应及炎症反应等;KEGG分析主要富集于IL-17信号通路及PID IL1信号通路等。GSEA分析结果显示,关键基因中呈正相关的前3位最丰富基因集为线粒体反应途径、反应途径及基于CRISPR与初级纤毛发育相关的基因;负相关的前3位最丰富基因集为中性粒细胞脱颗粒反应、人体补体系统及脊髓损伤。鉴定出前列腺素内过氧化物合酶2(PTGS2)、转录因子AP(JUN)、CXC基序趋化因子配体2(CXCL2)及基质金属蛋白酶9(MMP9)4个核心基因。SCAD组患者PTGS2、JUN、CXCL2、MMP9蛋白表达高于对照组(P<0.05),AMI组患者PTGS2、JUN、CXCL2、MMP9蛋白表达高于SCAD组(P<0.05)。ROC曲线分析结果显示,PTGS2、JUN、CXCL2及MMP9 AUC分别为0.747(0.704~0.867)、0.775(0.714~0.887)、0.773(0.708~0.874)、0.850(0.794~0.972)。结论:PTGS2、JUN、CXCL2、MMP94个核心基因可能参与SCAD进展为AMI的病理机制并可预测SCAD进展为AMI。     

基于生物信息学对结肠癌潜在枢纽基因的筛选及验证

目的:利用生物信息学方法挖掘结肠癌的枢纽基因及潜在标志物.方法:利用GEO2R分析结肠癌相关芯片集GSE41258、GSE41328和GSE44861中的差异基因;DAVID数据库进行GO富集分析和KEGG通路分析;STRING在线软件分析差异基因的蛋白质相互作用网络(PPI),并通过Cytoscape筛选枢纽基因;G...     

基于数据库对子宫肌瘤和子宫肉瘤诊治的关键基因进行生物信息学分析

目的 探讨子宫肌瘤和子宫肉瘤发生发展的相关基因。方法 从GEO数据库下载芯片数据集GSE31699、GSE593、GSE64763、GSE68295,在R语言中分别分析子宫肌瘤瘤组织与正常子宫肌层的差异表达基因(differentially expressed gene, DEGs),子宫肉瘤癌组织与正常子宫肌层的DEGs。使用DAVID数据库对DEGs进行基因本体(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析，并在STRING网站进行蛋白网络分析，通过Cytoscape软件分别筛选出关键基因，基于TCGA和GTEx数据库验证DEGs在子宫肉瘤中的表达和诊断效能。结果 筛选到子宫肌瘤瘤组织与正常子宫肌层的DEGs 45个，其主要参与雌激素激活信号通路；获得子宫肉瘤癌组织与正常子宫肌层的DEGs 104个，其主要参与细胞周期信号通路。获得子宫肌瘤瘤组织和子宫肉瘤癌组织共同表达的DEGs 5个，差异表达的DEGs 7个。在子宫肉瘤癌组织和正常子宫肌层中这12个DEGs的表...     

动脉型肺动脉高压分子标志基因的筛选与鉴定

目的：本研究旨在筛选和鉴定参与动脉型肺动脉高压（pulmonary arterial hypertension,PAH）发病的关键基因及相关信号通路,为进一步的转化医学研究提供新靶点。方法：从美国国立生物技术信息中心的GEO(Gene Expression Omnibus)数据库中获取人GSE113439、GSE117261、GSE48149和GSE53408基因芯片数据集,经过数据筛选后确定PAH组103例和对照组56例进行比较分析。采用NetworkAnalyst软件筛选差异基因（differentially expressed genes,DEGs）,Enrichr和Metascape进行基因本体论（gene ontology,GO）和京都基因和基因组数据库（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）分析,STRING和Cytoscape建立蛋白质-蛋白质相互作用（protein-protein interaction,PPI）网络确定潜在的枢纽基因。采用野百合碱构建PAH大鼠模型,通过测量血液动力学参数与组织形态学观察造模是否成功...     

Peripheral Blood miRNA Integrated Analysis on the Diagnostic Significance of miR-455-3p in Prostate Cancer

Objective: To screen peripheral blood micro RNA(mi RNA) as biomarkers for prostate cancer diagnosis, the bioinformatics methods have been established.Methods: The mi RNA differential expression dataset(GSE206793 and GSE112264) in the plasma of prostate cancer patients were downloaded on the website of GEO database.Firstly, the differential mi RNAs in both of the two datasets were screened by bio-credit analysis. The screened mi RNA was analyzed by KEGG signaling pathway and GO enrichment analysi...     

Identification of four novel prognosis biomarkers and potential therapeutic drugs for human colorectal cancer by bioinformatics analysis

Colorectal cancer(CRC)is one of the most deadly cancers in the world with few reliable biomarkers that have been selected into clinical guidelines for prognosis of CRC patients.In this study,mRNA microarray datasets GSE113513,GSE21510,GSE44076,and GSE32323 were obtained from the Gene Expression Omnibus(GEO)and analyzed with bioinformatics to identify hub genes in CRC development.Differentially expressed genes(DEGs)were analyzed using the GEO2 R tool.Gene ontology(GO)and KEGG analyses were performed through the DAVID database.STRING database and Cytoscape software were used to construct a protein-protein interaction(PPI)network and identify key modules and hub genes.Survival analyses of the DEGs were performed on GEPIA database.The Connectivity Map database was used to screen potential drugs.A total of 865 DEGs were identified,including 374 upregulated and 491 downregulated genes.These DEGs were mainly associated with metabolic pathways,pathways in cancer,cell cycle and so on.The PPI network was identified with 863 nodes and 5817 edges.Survival analysis revealed that HMMR,PAICS,ETFDH,and SCG2 were significantly associated with overall survival of CRC patients.And blebbistatin and sulconazole were identified as candidate drugs.In conclusion,our study found four hub genes involved in CRC,which may provide novel potential biomarkers for CRC prognosis,and two potential candidate drugs for CRC.     

circZFR促进HT29和LOVO细胞增殖和迁移

目的 研究环状RNA锌指样RNA结合蛋白(circular RNA zinc finger RNA binding protein,circZFR)在结直肠癌(colorectal cancer,CRC)组织及细胞系中表达及其对HT29和LOVO细胞增殖和迁移能力的影响.方法 应用GEO2R软件分析circZFR在Gene Expression Omnibus(GEO)数据库中结直肠癌相关数据集GSE 126094及GSE 147597中的表达;实时荧光定量PCR检测circZFR在收集的50例结直肠癌组织样本以及其在结直肠癌细胞系中的表达;在HT29和LOVO细胞中转染circZFR特异性短发夹RNA(short hairping RNA,shRNA),同步转染对照(negative control shRNA,shNC),RT-qPCR验证转染效率;克隆形成实验(colony formation assay)及Transwell实验(transwell assay)检测不同circZFR表达水平对HT29和LOVO细胞增殖及迁移能力的影响.结果 在GSE 126094中,circZFR在结肠癌组织中的表达明显高于其在正常结直肠组织中的表达;在GSE147597中,circZFR在合并肝转移的结直肠癌组织中表达高于无肝转移的结直肠癌组织;circZFR在收集的结直肠癌组织中的表达大部分(44/50,88.00％)高于相应的癌旁组织;相比于正常肠上皮细胞系NCM460,circZFR在结直肠癌细胞系中的表达升高;在HT29和LOVO细胞中转染circZFR siRNA后,circZFR的表达水平明显下调;下调circZFR的表达可明显抑制HT29和LOVO细胞的增殖和迁移能力.结论 circZFR在结直肠癌组织及细胞系中表达增高,在HT29和LOVO细胞中下调circZFR的表达可明显抑制细胞的增殖及迁移能力.     

激素性股骨头坏死中的PTGS2和STAT3：潜在铁死亡相关诊断生物标志物

背景：研究推测铁死亡可能参与了激素性股骨头坏死的病理过程,但铁死亡在激素性股骨头坏死中的发病机制尚不清楚。目的：旨在通过生物信息学手段分析激素性股骨头坏死进展过程中调控铁死亡相关的关键基因,以进一步阐明铁死亡在激素性股骨头坏死中的生物学机制。方法：从基因表达综合数据库(GEO)下载血清来源的GSE123568数据集,包括10个非激素性股骨头坏死(类固醇给药后)样本和30个激素性股骨头坏死样本;从FerrDb数据库整理铁死亡相关基因。通过将GSE123568数据集与铁死亡基因集映射,筛选激素性股骨头坏死中铁死亡相关的差异基因,通过“clusterProfiler”R包分析差异基因的基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集,通过“corrplot”R包分析差异基因的Spearman相关系数,通过STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,通过MCODE插件权重分析以识别重要的基因簇模块,通过CytoHubba插件利用拓扑网络算法筛选Hub基因,通过“pROC”R包分析Hub基因的ROC曲线;借助髋关节软骨来源的GSE74089数据集验证Hub基因的表...     

长链非编码RNA MIAT在非小细胞肺癌中的表达及功能研究

目的:研究长链非编码RNA心肌梗死相关转录本(MIAT)在非小细胞肺癌(NSCLC)组织及细胞系中的表达情况及其对NSCLC细胞功能的影响。方法:利用Gene Expression Omnibus(GEO)数据库提取GSE19804和GSE30219数据集的生物信息学资料和临床预后资料,分析MIAT在NSCLC组织和正常肺组织中的表达差异,以及MIAT表达水平与NSCLC患者生存期的关系;用q PCR检测25对NSCLC肿瘤组织和其癌旁组织,以及NSCLC细胞系A549、NCI-H266和NCI-H1299及人正常支气管上皮细胞系HBE中MIAT的表达情况;将MIAT si RNA(si-MIAT)和对照序列(si-NC)分别转染NSCLC细胞系A549,采用流式细胞术、CCK-8实验和细胞集落形成实验检测2组细胞的增殖情况,并且用q PCR和Western blot实验检测2组细胞中细胞周期蛋白D1(cyclin D1)和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1A(CDKN1A)的表达情况。结果:GSE19804数据集分析显示MIAT在NSCLC组织中的表达高于正常肺组织(P0.05),GSE30219数据集分析显示MIAT高表达患者的生存期显著短于低表达患者(P0.01)。此外,与癌旁正常组织和HBE细胞相比较,NSCLC组织和细胞系中MIAT的表达水平升高(P0.05);si-MIAT组A549细胞中MIAT表达水平明显低于si-NC组(P0.01),且细胞活力和细胞集落数均低于siNC组,差异均有统计学意义(P0.05);同时,相较于si-NC组,si-MIAT组cyclin D1的表达受到明显抑制(P0.05),而CDKN1A的表达明显升高(P0.05)。结论:NSCLC组织及细胞系中MIAT呈高表达,沉默MIAT表达可明显抑制NSCLC恶性增殖的表型。MIAT可作为NSCLC靶向治疗的潜在靶标。     

生物信息学分析导致类风湿关节炎性别差异的关键基因与信号通路北大核心CSCD

目的:通过生物信息技术分析探讨类风湿关节炎(RA)发病机制中性别间生物学差异的关键基因和通路。方法:从GEO数据库中获取GSE55457、GSE55584、GSE12021中正常男女性滑膜样本和RA男女性患者滑膜样本的基因表达数据,将数据整合并使用R软件对差异表达基因(DEGs)进行鉴定。使用在线工具DAVID数据库对DEGs进行GO分析和KEGG分析。使用Cytoscape 3.6.0构建DEGs的蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI),并进行模块分析。结果:男性组高表达基因416个,低表达基因336个,女性组高表达基因744个,低表达基因309个。在男性RA发病中,IL-6、MYC、EGFR、FOS和JUN被认为是关键基因;在女性RA发病中,IL-6、ALB、PTPRC、CXCL8和CCR5被认为是关键基因。结论:生物信息学分析筛选出的差异基因分别参与男性和女性RA疾病进展的不同机制,为RA发病机制的探究提供了理论依据。     

骨髓增生异常综合征进展过程中核心基因的生物信息学分析

目的 应用生物信息学方法分析驱动骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndrome,MDS)疾病进展过程中的核心(hub)基因.方法 从GEO数据库下载MDS的表达谱数据GSE19429,利用GEO2R筛选差异表达的基因,应用Web-Gestalt在线数据库对其功能和通路进行富集分析,运用STRING...     

人脑胶质瘤组织中Spinophilin的表达及临床意义

目的探讨Spinophilin在人脑胶质瘤和非瘤脑组织中的表达差异,分析其表达与胶质瘤病理分级、IDH分型及患者预后的关系。方法应用公共数据库分析Spinophilin在不同级别、不同亚型脑胶质瘤中的表达及与患者预后的关系。采用qRT-PCR、免疫组化和Western blot法检测其在非瘤脑组织和胶质瘤组织中的表达。结果分析TCGA胶质瘤数据库和应用qRT-PCR检测2016年2月～2018年2月徐州医科大学附属医院收治的胶质瘤标本发现,Spinophilin mRNA水平在WHOⅣ级胶质瘤中明显低于非瘤脑组织(P0.05);分析GSE16011和GSE4290胶质瘤数据集发现,Spinophilin mRNA水平在WHOⅢ级(P0.01)和Ⅳ级(P0.001)胶质瘤中均显著下调。IDH1野生型胶质瘤较IDH1突变型胶质瘤中Spinophilin mRNA表达下调,其中在GSE16011(P0.05)和CGGA(P0.001)胶质瘤数据集中差异具有统计学意义。免疫组化检测发现,与非瘤脑组织相比,WHOⅡ级和Ⅲ级胶质瘤中Spinophilin蛋白明显降低(P0.01);Western blot分析发现,Spinophilin在不同级别胶质瘤中均表达下调,在WHOⅣ级胶质瘤中下调差异具有统计学意义(P0.01)。CGGA胶质瘤数据库生存分析显示,Spinophilin高表达胶质瘤患者的总生存时间显著长于低表达患者(P0.000 1);进一步分析发现,Spinophilin在WHOⅡ级(P=0.041)和Ⅲ级(P=0.033)胶质瘤中高表达与患者较长的生存期相关。结论 Spinophilin高表达胶质瘤患者的预后较好,有望成为脑胶质瘤分子病理诊断和预后评估的生物标志物。     

基于加权基因共表达网络分析筛选SCAP基因预测脓毒症发生

目的 拟利用加权基因共表达网络分析（WGCNA）方法筛选出与脓毒症发生、预后相关的关键基因,为今后的研究提供线索。方法 从基因表达（GEO）数据库中通过筛选数据集中样本数大于100,含有脓毒症患者和健康对照组,且有脓毒症患者预后情况数据集,筛选到了两个数据集GSE26378和GSE54514（下载时间：2020年12月28日）,采用WGCNA方法对GSE54514数据集中163例脓毒症患者和健康对照组基因表达进行分析;筛选出与脓毒症发生和预后相关的核心靶基因并分析其功能。结果 GSE54514中男性64例,女性99例;平均年龄55.56岁（标准差17.21岁）;GSE26378中平均年龄53.75岁（标准差3.21岁）。利用GSE54514数据集进行WGCNA算法筛选绿松色（TURQUOISE）模块作为核心模块,通过基因本体（GO）和京都基因和基因组百科全书（KEGG）分析提示TURQUOISE模块主要涉及RNA调控表达异常和RNA剪切组成等功能。通过对模块中基因深入分析,筛选出了固醇调节元件结合蛋白裂解激活蛋白（SCAP）可以作为核心靶基因。在内部数据集GSE54514中验证SCAP...     

骨关节炎中铁死亡的生物信息学分析与实验验证

背景：靶向铁过载基因调节铁死亡或许是一种较快且有效延缓骨关节炎退变的方法,但目前对骨关节炎铁死亡相关分子机制及基因靶点尚不清楚。目的：通过生物信息学分析铁死亡在骨关节炎中的关键基因和途径,结合体外实验验证骨关节炎中铁死亡标记基因,探讨铁死亡在骨关节炎中的潜在作用。方法：以“Osteoarthritis”为检索词,通过GEO数据库检索2010-01-01/2021-01-01的公开数据,筛选得到基因微阵列数据集GSE55235,对GSE55235数据集进行数据矫正后分析获得差异表达基因;利用Ferr Db数据库检索得到铁死亡相关基因与GSE55235数据集差异表达基因作交集,对交集基因作基因本体(Gene Ontology,GO)与京都基因和基因组数据库富集分析(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)并绘制蛋白质-蛋白质相互作用网络,获得骨关节炎铁死亡HUB基因,筛选出铁死亡标记基因;将正常人软骨细胞设为对照组、人软骨细胞骨关节炎模型设为实验组,采用实时荧光定量PCR对两组铁死亡标记基因的m RNA表达进行验证。结果与结论：(1)共获得...