基于GEO数据库筛选阿尔茨海默病的关键基因及信号通路

目的 采用生物信息学分析方法从GEO数据库筛选与阿尔茨海默病（AD）发生、发展密切相关的基因及信号通路。方法 从GEO数据库选择GSE118553作为分析数据集,GSE106241作为关键基因的验证数据集。从GSE118553数据集筛选出差异表达基因,对差异表达基因进行基因本体（GO）富集分析、京都基因与基因组数据库（KEGG）通路分析。构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络,筛选出评分居前10位的关键基因。采用GSE106241数据集验证筛选出的10个关键基因在不同braak分级AD患者与正常对照者颞叶皮层组织中表达的差异及其与β-淀粉样蛋白（Aβ）42表达的相关性。结果 从GSE118553数据集中筛选出157个差异表达的基因,其中表达上调88个、表达下调69个。GO富集和KEGG通路分析结果显示,差异表达基因涉及γ-氨基丁酸（GABA）信号通路、神经递质传递和突触传递等。在PPI网络中,筛选出的评分居前10位的关键基因分别为SNAP25、SYT1、GRIN2A、SLC12A5、GAD1、GABRG2、GABRD、PVALB、GABRB2和FN1。采用GSE106241数据集进行...     

应用生物信息学方法筛选结直肠癌关键基因

目的采用4个芯片数据集来挖掘结直肠癌差异基因,通过基因注释和蛋白相互作用网络构建找到关键基因。方法下载GEO芯片数据GSE4398、GSE21815、GSE32323、GSE44076,筛选结直肠癌和正常组织间差异表达的基因,采用R3.4.4软件进行数据处理和分析,通过取交集获得候选的差异基因,通过Funrich软件进行基因功能分析,通过String和Cytoscape软件进行基因编码蛋白的相互作用分析。结果通过差异基因分析并取4个GEO数据集的交集,一共获得430个差异表达基因,其中表达上调的基因277个,表达下调的基因153个。基因富集分析发现,表达上调的基因主要位于细胞核、细胞浆、微管、中心体和细胞外;主要参与纺锤体组装;主要参与调节趋化因子活性,在细胞周期、有丝分裂G1-G1/S期、M-M/G1期、G2/M期、DNA破坏关键节点及DNA复制等信号通路中富集。153个表达下调的基因主要富集在细胞外、参与代谢过程,发挥的分子功能主要是催化活性和配体依赖性核受体活性,下调基因没有富集在某条信号通路上。通过蛋白互作网络初步鉴定了CDK1、CCNB1、TOP2A、MAD2L1、TTK、BUB1B、AURKA、RRM2、UBE2C、ASPM等结直肠癌相关的关键基因。结论通过基因芯片结合生物信息学方法,发现了结直肠癌相关的关键基因,有助于明确结直肠癌发病的分子机制,这些关键基因也可作为结直肠癌的治疗靶点。     

冠状动脉疾病差异基因富集和加权基因共表达网络分析

目的采用基因集富集分析和加权基因共表达网络分析探讨冠状动脉疾病的差异表达基因,挖掘与冠状动脉疾病发病相关的关键基因。方法从美国国家生物技术信息中心(NCBI)基因表达综合数据库下载GSE71226数据集,筛选冠状动脉疾病差异基因并进行富集分析;对差异基因进行基因集富集分析,筛选冠状动脉疾病差异表达基因相关的微小RNA(miRNAs)并构建调控网络;根据基因的相关性,构建基因共表达模块,并计算模块基因与临床信息的相关性;选取与临床表型显著相关的模块,构建蛋白质互作网络并筛选核心基因。结果经筛选,共获取冠状动脉疾病差异表达基因130个,富集于Hippo、流体剪切力与动脉粥样硬化、一磷酸腺苷依赖的蛋白激酶(AMPK)、Wnt、核苷酸结合寡聚化结构域(NOD)样受体和白细胞介素17等信号通路上。富集分析显示,miR-503-3p、miR-3674、miR-5088-5p、miR-4486等miRNAs与冠状动脉疾病关系密切。根据基因表达的相关性,获取10个共表达模块,其中洋红色模块与冠状动脉疾病发病显著相关。经拓扑分析,BMP4和C3在网络中处于核心地位。结论冠状动脉疾病发病过程中基因表达存在显著差异,其病理过程涉及多靶点、多通路,可能受到多个miRNAs调控。BMP4和C3可能是冠状动脉疾病发病的关键基因。     

应用生物信息学探索神经母细胞瘤转移的关键基因

目的 利用生物信息学手段分析神经母细胞瘤(NB)基因表达数据集，挖掘和NB转移相关的关键基因。方法 基于GEO数据库中的NB数据集GSE112447,利用在线分析工具GEO2R筛选差异表达基因，对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。通过STRING数据库构建差异表达基因的蛋白质互作网络(PPI),分别应用Cytoscape中的MCC、DMNC和Stress算法筛选出前15个候选关键基因，取交集确定关键基因。最后利用UCSC Xena数据库分析关键基因表达与NB患者预后的相关性。结果 共筛选出435个在NB转移和原发肿瘤组织间差异表达的基因，其中表达上调基因296个，表达下调基因139个。GO分析显示，差异表达基因与细胞黏附，趋化作用，炎症反应和补体激活等过程有关。KEGG通路分析显示，差异表达基因主要参与PI3K-Akt信号通路、IL-17信号通路和造血细胞调控信号通路等。唯一关键基因CCNB1的表达水平与NB患者的预后相关，其低表达与高生存率呈正相关(P<0.05)。结论 CCNB1基因可能在NB转移过程中起重要作用，且与患者预后相关，可作为NB诊疗的新生物标志物。     

皮肌炎差异表达基因鉴定及治疗药物预测

目的 探讨皮肌炎(DM)可能的发病机制、潜在治疗靶点及药物。方法 从基因表达综合(GEO)数据库下载符合筛选标准的健康人群和DM患者的芯片信息。利用R语言相关软件包筛选差异表达基因(DEGs);分析DEGs的基因本体(GO)功能富集和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集情况。利用STRING在线数据库及Cytoscape软件构建蛋白质互作网络,并筛选出关键基因加以验证。基于CIBERSORT算法分析免疫细胞浸润情况,分析核心基因表达量与免疫细胞丰度的相关性。利用DREIMT在线分析工具和Coremine Medical数据库预测潜在治疗DM疾病的药物。结果 与健康人群相比,DM患者肌肉组织中上调的DEGs为402个,下调的DEGs为150个,皮肤组织中上调的DEGs为686个,下调的DEGs为284个,肌肉和皮肤共有的DEGs为170个。GO、KEGG富集分析结果显示,上述DEGs主要富集于固有免疫应答、对病毒的防御反应、细胞质、细胞质膜等条目,富集于新型冠状病毒感染疾病、甲型流感、麻疹、丙型肝炎等通路。共筛选出10个核心基因,分别为STAT1、MX1、IFIT3、OAS2、I...     

应用基因共表达网络分析在系统性红斑狼疮中鉴定中性粒细胞浸润相关生物标志物

目的：系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)是一种临床表现多样、累及多个器官的自身免疫性疾病。本研究试图识别中性粒细胞相关的SLE生物标志物,为SLE的治疗和管理提供潜在的理论依据。方法：使用加权基因共表达网络分析来自基因表达汇编(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库的SLE表达数据,并识别与中性粒细胞相关的模块。结果：鉴定出FPR1、SLC2A3、TLR2、TLR4、CXCR1、MMP25、MGAM和KLHL2共8个关键基因。8个关键基因与中性粒细胞高度相关,并且在SLE中的表达显著上调。结论：通过各种分析和验证,8个关键基因是SLE中与中性粒细胞浸润相关的潜在生物标志物,这为SLE免疫治疗提供了潜在的靶点。     

基于GEO数据库的产后抑郁症关键差异表达基因分析

目的 利用生物信息学分析方法筛选产后抑郁症与免疫相关的关键差异表达基因及相关信号通路。方法 从GEO数据库中下载GSE45603数据集矩阵数据,应用R软件limma包筛选差异表达基因,应用plot包对差异表达基因绘制火山图。运用metaspace软件构建差异表达基因的蛋白质-蛋白质互作网络。结果 获得了714个差异表达基因,包括149个上调基因及565个下调基因,形成4个与免疫相关的关键MCODE模块,鉴定出与产后抑郁症免疫相关通路的11个关键差异表达基因。其中,CD3G、CD8A、CD8B、ABL1、CCR7、CXCR6表达显著上调(P<0.05,logFC>0.5),而HLA-G、HLA-C、CCR1、SSTR2、LPAR2表达显著下调(P<0.05,logFC<-0.5),具有较高的诊断价值。结论 4个与免疫相关的关键MCODE模块可能在产后抑郁症中起关键作用,其中的11个关键差异表达基因可能是产后抑郁症潜在的生物标志物。     

二叶式主动脉瓣钙化关键基因的生物信息学分析

目的 采用生信分析技术探讨二叶式主动脉瓣(BAV)钙化相关的关键基因(hub基因).方法 从Gene Expres-sion Omnibus(GEO)数据库中下载BAV相关的基因表达矩阵及临床数据,应用Perl及R软件筛选出钙化的BAV与正常主动脉瓣的差异基因(DEGs),通过R软件对DEGs进行富集分析,使用Cyto...     

基于GEO 芯片数据的肝癌关键生物标志物的筛选与鉴定及生物信息学分析

目的 基于生物信息学分析方法，获取与正常肝组织具有表达差异、且与肝癌患者生存、病理参数密切相关的肝癌基因。方法 通过GEO 数据库获取三组肝癌芯片表达谱，利用GEO2R 鉴定肝癌组织与正常肝组织具有表达差异的基因；应用DAVID 数据库，富集差异表达基因；使用STRING 数据库及Scytoscape 软件，构建核心差异基因的蛋白质互作网络（protein-protein interaction，PPI），并通过UCSC Cancer Genomics Browser 网站在TCGA 数据库中验证关键差异基因在肝癌中的表达情况；基于Kaplan Meier-Plotter 及UALCAN 在线分析工具，挖掘关键基因在肝癌组织中的mRNA 表达与临床病理参数的关系。结果 从三个芯片数据集中鉴定出74 个共同差异表达基因；这些基因显著富集在细胞外小体、细胞外间隙、氧化还原等生物过程；PPI 网络分析共聚焦到15 个基因，其中8 个基因与肝癌患者的总生存率相关，5 个基因与肝癌的分级、分期相关。 结论 ANLN, ECT2, HMMR, KIF20A, NCAPG, PBK, RACGAP1 和ZWINT 等基因可作为肝癌诊断和治疗的候选靶点，为临床诊治提供新的思路。     

心房颤动遗传多态性的研究进展

心房颤动（房颤）是一种临床最常见的心律失常，因其临床上常表现出难治性与顽固性，其发病机制和病理生理学已成为房颤研究的热点之一。传统观点认为房颤继发于体循环或心脏疾病导致的心房电生理或结构重塑，除了心血管疾病相关的房颤，还有10％～20％的房颤为“孤立性”或“特发性”。以往认为房颤是一种非遗传性疾病，但越来越多的证据表明遗传性在许多患者的房颤发生中具有重要地位。     

基于基因芯片的肾母细胞瘤生物信息学分析

目的:整合并利用生物信息学分析肾母细胞瘤基因表达谱芯片,挖掘肾母细胞瘤发生的关键基因。方法:利用GEO2R在线分析工具对GEO数据库肾母细胞瘤基因芯片数据GSE2712进行差异表达基因筛选,使用R软件对差异表达基因进行火山图绘制,进一步结合DAVID和STRING在线生物信息学工具对差异表达基因进行调控网络分析并构建蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络,使用Cytoscape软件进行Hu b基因筛选。结果:共筛选出肾母细胞瘤差异表达基因955个,其中表达上调基因157个,表达下调基因798个。对差异表达基因进行GO富集分析和KEGG通路富集分析,利用在线生物信息学工具构建PPI网络,使用Cytoscape软件获取PPI网络中前10位Hub基因,分别是FN1,ALB,VEGFA,KDR,IGF1,PECAM1,FLT1,TEK,FGF1和ANGPT1。结论:应用生物信息学能有效分析基因芯片数据,获取肾母细胞瘤发生的关键基因,为肾母细胞瘤的治疗提供新的思路。     

肺腺癌关键基因的生物信息学研究

目的肺癌是世界上发病率和致死率最高的恶性肿瘤,肺腺癌(LUAD)目前已成为肺癌中最主要的病理类型,占所有肺癌患者的80%-85%。本研究应用生物信息学技术,探究肺腺癌潜在的关键基因,最终服务于肺腺癌的诊断、治疗及预后判断。方法从基因表达综合数据库获取到三个包含肺腺癌及正常组织样本的数据集(GSE33532、GSE40791、GSE19188),应用R软件的Limma包筛选出DEGs。使用DAVID数据库对DEGs进行GO及KEGG富集分析,应用STRING及Cytoscape等工具对DEGs构建蛋白相互作用网络,并筛选出hub genes,应用生存曲线及GEPIA对hub genes进行校验及分析。结果共筛选出1354个DEGs,构建出的PPI模型共包含817个节点和5557条连线,并选出三个核心模块,及八个hub genes,包括CDK1、CDC20、CCNA2、CCNB1、BUB1、CCNB2、TOP2A及AURKB,它们都与较差的肺癌预后相关。结论本研究通过生物信息学分析确定了CDK1、CDC20、CCNA2、CCNB1、BUB1、CCNB2、TOP2A及AURKB可能对肺腺癌的发展和预后存在一定影响,可以作为肺腺癌的潜在生物标记物。     

P53基因与风湿性心脏病心房颤动患者心肌纤维化的相关性研究

目的探讨P53基因对风湿性心脏病心房颤动(简称房颤)患者心房结构重构的影响以及可能发生的分子机制。方法 60例风湿性心脏病接受换瓣手术患者分为窦性心律组(SR)和房颤组(AF)。于术中获取右心耳组织、外周抗凝血及非抗凝血。采用实时荧光定量(FQ-PCR)法检测心肌组织中P53、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原m RNA的表达;ELISA法检测血清中人Ⅰ型前胶原羧基端原肽(PⅠCP)、人Ⅲ型前胶原肽(PⅢNP)的浓度,心肌组织行HE染色病理学检测,并对以上结果进行相关性分析。结果 (1)与SR组比较,AF组左心房内径(LAD)明显扩大;AF组心肌组织中Ⅰ型胶原m RNA水平明显增加(t=2.11,P<0.05);AF组Ⅲ型胶原m RNA表达量无统计学意义(t=0.187,P>0.05);AF组血清PⅠCP、PⅢNP含量明显增加(t=3.491,P<0.01;t=2.695,P<0.05)。(2)病理切片可见SR组心肌间质中仅有少量胶原纤维;AF组可见心肌间质中纤维组织增生,心肌肌束被大量条索状胶原纤维分隔。(3)AF组心肌组织中P53 m RNA水平明显增加(t=4.87,P<0.01);AF组心肌组织中P53 m RNA水平与左心房内径、心肌组织中Ⅰ型胶原m RNA、血清中PⅠCP、PⅢNP呈显著的正相关关系(r=0.776,P<0.01;r=0.765,P<0.01;r=0.798,P<0.01;r=0.615,P<0.05);且Ⅰ型胶原m RNA与PⅠCP成正相关(r=0.698,P<0.05)。结论 P53基因可能是参与房颤患者心房结构重构、心肌纤维化的分子机制之一,可能与房颤的发生和维持有关。     

无创性心电生理预测心房颤动发病的研究进展

心房颤动是临床最常见的心律失常之一,早期预测房颤的研究一直是医学界的热点。目前房颤发生的预测主要是通过电生理学检查方法达到,其中利用无创性电生理检查方法具有灵敏度、特异性较高,操作相对简单、无创等优点。通过综述P波最大时限(Pmax)、P波离散度(Pd)、心率变异性(HRV)、P波形态对心房颤动预测的研究进展,评价上述无创性电生理参数对心房颤动的预测价值。     

非瓣膜病心房颤动患者VKORC1及CYP2C9基因多态性与华法林临床应用的关系的探究

探究非瓣膜病心房颤动患者VKORC1及CYP2C9基因多态性与华法林临床应用的关系。回顾性分析我院2014年5月~2016年5月收治的140例非瓣膜病心房颤动患者的一般资料,测定华法林初始剂量和基础国际标准化比率(INR),抽取静脉血检测CYP2C9与VKORC1基因多态性,通过随访记录华法林初始服用至INR达标时间、华法林平均日用量及总用量。本组CYP2C9和VKORC1等位基因A型、基因型AA型较多;CYP2C9和VKORC1不同基因型患者体质指数及INR的对比无统计学差异(P0.05);CYP2C9AA型INR达标时间长,华法林总用量较高,与AC型和CC型比较具有显著差异(P0.05);VKORC1 AA型INR达标时间短,华法林总用量较低,与AG型和GG型比较具有显著差异(P0.05)。非瓣膜病心房颤动患者初次服用华法林进行抗凝治疗,VKORC1基因AA型和CYP2C9基因AC/CC患者INR达标时间短,华法林总用量较少。非瓣膜性房颤患者华法林口服剂量个体差异较大,用药前应进行基因多态性检测,以此为临床用药进行指导。     

基于生物信息学挖掘骨关节炎潜在的关键生物标志物

目的 基于生物信息学的方法挖掘骨关节炎(OA)潜在的关键生物标志物。方法 从GEO数据库下载人类关节滑膜组织微阵列mRNA数据集GSE55457、GSE82107、GSE55235和miRNA数据集GSE143514,筛选OA与正常滑膜之间的差异表达基因(DEGs),利用在线分析工具Metascape对差异表达基因进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,并利用在线分析数据库STRING将筛选出的DEGs基因导入数据库,进行差异基因蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)分析,并利用Cytoscape软件构建PPI网络。结果 GSE55457、GSE82107、GSE55235中最终共筛选出19个交叉的关键基因。GO功能富集分析表明,这些基因主要参与免疫相关过程;KEGG通路富集分析显示,这些基因主要参与白细胞介素(IL)-17信号通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路等。利用PPI网络得到了趋化因子配体(CXCL)2、JUN、CXCL3、基质金属蛋白酶(MMP)1、磷脂酶Cδ3(PLCD3)这5个OA最关键的基因,通过构建一个由29个节点和39条边组成的mRNA-miRNA共表达网络,分析m...