胃癌枢纽基因的筛选和预后分析

目的:运用生物信息学方法探讨胃癌的预测指标和治疗靶点,并分析其与预后的关系。方法:从基因表达综合(GEO)数据库下载3个微阵列数据集(GSE13911、GSE33651、GSE79973),运用GEO2R筛选出胃癌样本与正常组织样本间的差异表达基因,通过基因本体论(GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析对差异基因进行功能和通路注释,同时使用STRING和Cytoscape构建蛋白互作网络(PPI),筛选出枢纽基因,结合Kaplan-Meier plotter数据库对筛选出的枢纽基因进行预后分析。结果:共筛选出135个差异表达基因,其中68个上调,67个下调。GO分析结果表明差异表达基因主要参与信号转导、钙离子结合、细胞外外泌体等生物学过程。KEGG分析显示差异基因主要富集的通路包括PI3K/Akt信号通路、ECM受体相互作用、黏着斑。经PPI分析筛选得出COL1A1、COL1A2、COL4A1、FN1、THBS1、CD44、COL2A1、COL4A2、CXCL8、COL5A1为枢纽基因,生存分析显示除THBS1的上调,其余基因的差异表达均影响胃癌患者的总体生存率。结论:所筛选的枢纽基因的异常表达可能参与胃癌的发生发展过程,与胃癌患者的预后密切相关,可以作为潜在的预测指标和治疗靶点为胃癌的进一步研究提供依据。     

原发性骨质疏松症相关核心基因的生物信息学分析

目的 分析与原发性骨质疏松症(osteoporosis, OP)发病相关的差异表达基因,筛选OP治疗潜在药物靶点。方法 从公共基因表达数据库(gene expression omnibus, GEO)下载OP相关芯片数据,利用R软件对数据进行标准化处理后,筛选差异基因,对差异基因进行GO功能和KEGG通路富集分析、蛋白相互作用网络(protein-protein interaction, PPI)分析和核心基因的筛选。结果 共筛选出差异基因569个,其中下调基因562个,上调基因7个。同时差异基因GO分析,主要富集为前体mRNA内含子结合、核体、组蛋白修饰、mRNA 3’端加工和调控结合等,而KEGG分析主要涉及的是泛素介导蛋白水解信号通路(hsa04120)。PPI网络分析共有517个节点和363条连线。Cytoscape软件根据PPI分析数据筛选出了TCEB1、CUL2、KBTBD6、KBTBD7、ASB8、KLHL42、ASB5、FBXO11、ANAPC10、CDC23这10个核心基因,这些核心基因在OP患者股骨头组织的间充质干细胞中全部表达下调。结论 筛选出的差异基因和相关信号...     

基因芯片筛选肌浸润性膀胱癌分子标志物

目的通过基因芯片技术及生物信息学方法筛选潜在的膀胱癌生物标记物。方法收集3对肌浸润性膀胱癌组织和正常膀胱上皮组织提取总RNA并行基因芯片杂交检测,获得差异表达基因进行相关生物信息学分析及验证。结果按设定的标准,共获得下调基因516个,上调基因32个;基因本体(GO)功能富集显示差异基因主要参与细胞生长与维持、细胞通讯、信号传导等;京都基因与基因组百科全书通路(KEGG pathway)富集发现这些基因涉及的通路与上皮间质转化、磷脂通路等相关;通过蛋白互作网络进一步筛选出11个核心基因,TCGA肿瘤数据库验证11个核心基因在膀胱癌表达均降低。结论本研究筛选出11个可能作为膀胱癌潜在生物标记的候选基因,为后续膀胱癌研究提供有价值的线索。     

骨质疏松症关键基因的筛选及生物信息学分析

目的通过生物信息学的方式筛选骨质疏松症关键基因,并进一步分析其与骨质疏松症的联系及作用机制。 方法从公共基因表达数据库下载基因表达谱数据集,通过R软件筛选差异表达基因并进行功能与通路分析。使用在线工具String构建蛋白质互作网络,导入cytoscape软件筛选关键基因并构建集簇模块。 结果共筛选出1 334个差异表达基因,其中上调基因722个,下调基因612个。GO分析显示功能主要富集在细胞外基质结构成分,信号受体激活剂活性,跨膜转运蛋白结合及细胞因子结合等方面。KEGG通路富集中显示差异基因主要参与PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路、Rap1信号通路以及Ras信号通路等通路。根据蛋白质互作网络筛选出AKT1、EGF、VEGFA、PROM1、TP53、NES、CD21、SNAI1、FGF13、LIF共十个关键基因,以及一个集簇模块。 结论筛选并分析了关键基因与集簇模块的功能、作用及其与骨质疏松可能存在的联系,为揭示骨质疏松症潜在的的分子机制和药物靶点提供新的思路。     

增殖期婴儿血管瘤mRNA表达谱分析及信号网络构建

目的:分析增殖期婴儿血管瘤(IH)mRNA表达谱,并构建增殖期婴儿血管瘤调控的信号通路网络。方法:收集2017年3月—2017年9月西安交通大学第二附属医院小儿外科手术治疗的9例IH患儿手术切除标本,依据分期不同分为增生期组(n=5)和消退期组(n=4),病例均经病理确诊,比较两组mRNA表达谱差异,分析两组差异基因的GO(Gene Ontology)以及两组主要差异基因信号通路变化。结果:通过GO富集分析得出差异基因在基因的分子功能(MF),参与的生物过程(BP)和所处于的细胞组成(CC)三大类信息中的分布,成功构建GO富集功能图;通过KEGG数据库进行Pathway注释,筛选出差异基因、靶基因富集的显著性信号通路,根据信号通路间的关联关系成功构建Pathway之间的信号转导网络。结论:基因芯片方法检测增殖期和消退期mRNA表达谱可成功筛选差异基因,GO富集分析、KEGG数据库注释等生物信息学方法可通过差异基因筛选出显著性信号调控通路,并构建信号转导网络。     

嗜麦芽窄食单胞菌对肺腺癌A549细胞系转录组基因表达的影响

目的探讨嗜麦芽窄食单胞菌对肺腺癌细胞转录组基因表达的影响, 分析可能的目标基因。方法实验分为对照组和嗜麦芽窄食单胞菌组, 嗜麦芽窄食单胞菌作用于A549细胞系4 h后利用转录组学测序分析基因表达, 筛选差异表达的基因, 通过基因本体(GO)富集分析及京都基因与基因组百科全书KEGG富集分析, 并且使用Broad Institute开发的基因集富集分析(GSEA)算法进行分析, 帮助识别所选择的样本中表达量变化最明显的基因集中在哪些通路、生物学过程或功能组分等。结果经过限定条件的筛选, 共有2 285个基因差异表达, 其中上调的基因有1 669个, 下调的基因有616个, 其中HDAC5在S.maltophilia中显著上调。KEGG富集分析发现丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、p53信号通路等在S.maltophilia组与对照组之间差异有统计学意义, 通过GSEA分析酪氨酸激酶(JAK)-信号转导与转录激活因子(STAT)信号通路、MAPK信号通路、Ras信号通路、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)-蛋白激酶B(Akt)信号通路等在S.maltophilia组中显著上调通过KDA分析...     

基于TCGA数据库的肾上腺皮质腺癌关键基因挖掘

目的基于TCGA数据库挖掘出肾上腺皮质腺癌(ACC)发病相关的关键基因, 为以后ACC相关的基础以及临床研究提供重要参考依据。方法从TCGA数据库获取150例ACC样本和3例癌旁正常组织样本, 利用R语言软件进行差异表达分析, 利用DAVID在线工具进行GO和KEGG PATHWAY功能富集分析, 最后应用STRING在线检索工具及Cytoscape软件构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络并筛选出前10位的hub基因。结果从TCGA数据库共挖掘出1 744个差异表达基因, 包括1 199个表达上调基因和545个表达下调基因, 对其进行GO和KEGG PATHWAY功能富集分析以及功能注释, 获取关键通路信息:差异表达基因(DEGs)主要富集于细胞黏附、膜的组成成分、网格蛋白结合及神经活性配体-受体相互作用, 最后构建PPI网络并筛选得到GNG2、GNG3、GNG4、GNG8、GNB3、BDKRB1、MCHR1、SAA1、ADCY2、LPAR3这10个关键基因。结论本研究发现10个与ACC发生发展相关的关键基因, 这10个关键基因与多种肿瘤的增殖与转移密切相关, 有望成为ACC早期诊...     

基于网络药理学研究吴茱萸治疗结直肠癌作用机制

目的：应用网络药理学研究吴茱萸治疗结直肠癌的活性成分、作用靶点及机制。方法：通过基于中药系统药理学数据库（TCMSP）、GeneCards数据库查找吴茱萸活性成分,作用靶点及结直肠癌相关靶点,利用R语言(R 3.6.3)分析吴茱萸治疗结直肠癌的潜在作用靶点,并对关键靶点进行蛋白互作网络（PPI）分析以及基因本体（GO）和信息通路（KEGG）富集分析。结果：网络药理学研究获得吴茱萸治疗结直肠癌的潜在靶点162个。生物信息学分析吴茱萸通过PI3K-Akt,AGE-RAGE,MAPK,癌症中的蛋白多糖,细胞衰老,TNF,松弛素,细胞凋亡,HIF-1,雌激素,铂类耐药,EGFR酪氨酸激酶抑制剂抵抗,P53等信号通路发挥抗结直肠癌作用。结论：吴茱萸通过多靶点、多通路治疗结直肠癌,为吴茱萸的分子机制研究及临床应用提供了依据。     

通过生物信息学分析发现胃癌的靶点基因和生物学特性

目的从公共数据库获取数据，筛选差异表达基因，旨在发现胃癌潜在的靶点基因并揭示其生物学特征。 方法基因表达谱（GSE29272、GSE54129、GSE13911、GSE79973、GSE19826）从GEO数据库获得；差异表达基因通过GEO2R筛选出，韦恩图绘制出5个基因表达谱的交集，从而得出共同差异表达基因；使用DAVID数据库进行共同差异表达基因的KEGG通路分析和GO富集分析；共同差异表达基因通过STRING数据库获取其蛋白质-蛋白质互作（PPI）网络图并用Cytoscape软件进行可视化，同时通过Cytoscape软件中的插件CytoHubba筛选胃癌靶点基因；靶点基因在GEPIA数据库和UALCAN数据库中进一步验证其表达及生存分析；CMap数据库预测其潜在的靶向小分子化合物。 结果韦恩图筛选出105个共同差异表达基因，其中包括57个下调基因和48个上调基因；经DAVID数据库中的KEGG通路分析和GO富集分析显示，这些上调基因主要与细胞外基质组织、细胞黏附、局灶性黏附、PI3K-Akt信号传导途径、细胞外基质-受体相互作用相关。通过Cytoscape软件筛选出8个靶点基因：BGN、SPARC、COL5A2、COL5A1、COL1A2、COL4A1、COL6A3和COL11A1；在GEPIA数据库和UALCAN数据库验证后，确认了这8个关键基因与胃癌发生发展有关。生存分析显示，COL4A1（P=0.029，HR=1.4）和COL5A2（P=0.009 5，HR=1.5）的高表达与生存能力降低有关。CMap数据库分析显示吡咯酰胺和芳香维甲酸最有可能逆转胃癌的状态。 结论BGN、SPARC、COL5A2、COL5A1、COL1A2、COL4A1、COL6A3和COL11A1可能被用作改善胃癌诊断和免疫疗法生物标志物的潜在靶标，吡咯酰胺和芳香维甲酸最有可能成为治疗胃癌的小分子化合物，这些分析结果为胃癌的病因研究提供了新的方向，也为深入探究其发病机制提供了理论基础。     

大鼠自体移植静脉差异表达microRNA及其生物信息学分析

目的：通过分析大鼠自体移植静脉microRNA（miRNA）表达谱,探讨miRNA对移植静脉内膜增生的调控机制。 方法：将SD大鼠自体颈外静脉移植到肾下腹主动脉制作静脉移植模型,分别术后3、14 d取移植静脉,以正常SD大鼠颈外静脉为对照,提取总RNA后用高通量测序技术检测miRNA表达谱,筛选差异表达miRNA并预测其靶基因,进行靶基因的GO富集分析和KEGG富集分析。 结果：与正常静脉比较,术后14 d的移植静脉差异表达miRNA总数为265,其中表达上调的miRNA有183个,表达下调的miRNA有82个;术后14 d与术后3 d的移植静脉间比较,差异表达的miRNA总数158,其中表达上调的miRNA有94个,表达下调的miRNA有64个。miRNA靶基因GO功能分析显示,富集的基因主要参与了DNA转录过程的调节、细胞间信号转导的调控和蛋白质磷酸化过程的调节;KEGG通路分析显示,富集的信号通路主要有MAPK信号通路、cAMP信号通路、Wnt信号通路、紧密连接、cGMP-PKG信号通路。 结论：miRNA通过复杂的调控网络参与移植静脉内膜增生的生物学过程。所发现的miRNA及其调控网络可能为移植静脉内膜增生的机制研究与干预提供参考。     

结直肠癌奥沙利铂耐药关键基因的生物信息学分析及意义

目的筛选与结直肠癌（CRC）中奥沙利铂（OXA）耐药性相关的基因和通路。 方法首先通过GEO数据库分析GSE76092的基因表达谱,筛选出CRC的OXA敏感和OXA耐药细胞系之间的差异表达基因（DEGs）。利用DAVID数据库进行基因本体论（Go）分析和京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路分析。通过STRING工具构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络。经MCODE插件选择关键基因,并利用GEPIA工具进行生存分析。最后使用miRWalk数据库预测相关的miRNA。 结果通过数据分析总共获得474个DEGs,并筛选了相关的信号通路和PPI网络。筛选出15个中心基因,其中7个显著参与NF-κB和趋化因子信号等通路。对7个关键基因的生存分析表明,CXCL8、IL-1β和PTGS2表达水平与CRC患者的总体生存相关。预测hsa-miR-6893-5p、hsa-miR-7851-3p和hsa-miR-96-3p是OXA耐药相关核心miRNA。 结论基于生物信息学筛选出来的OXA耐药关键基因和信号通路,为CRC中OXA耐药的潜在机制提供更深入的了解。     

精原干细胞增殖和分化阶段小鼠睾丸基因的差异表达

目的 分析精原干细胞增殖和分化阶段小鼠睾丸组织基因表达谱的变化,初步探讨精原干细胞增殖和分化的调控机制. 方法 48只雄性昆明白小鼠采用间隔24 d二次腹腔注射白消安(10 mg/kg)制备小鼠精子再生模型,8只作为对照组.根据精子再生过程生精上皮的组织形态学变化以及精原细胞增殖情况选取精原干细胞处于增殖和分化阶段的睾丸组织,运用基因表达谱芯片检测2个阶段的睾丸组织基因表达差异,对差异表达基因进行生物信息学分析. 结果 检测到睾丸组织差异表达基因911个.上调608个(增殖期/分化期)、下调303个.差异表达基因分别涉及生物学过程、分子功能和分子组成.84个信号通路功能改变差异有统计学意义(P<0.05),包括Notch和wnt信号通路.与干细胞相关的差异基因有56个,上调40个、下调16个.部分干细胞的阳性标记物(如CA9、Stra8、hgb1、Oct4和Thy1)和部分生长因子(如Fgf2、Csf1和Pdgfa)上调. 结论 小鼠精原干细胞增殖和分化过程的调控涉及许多基因(分属不同信号通路)的差异表达,这些基因和通路对精原干细胞增殖的作用还有待进一步研究.     

基于GEO数据库的IgA肾病基因的筛选和生物信息学分析

目的 通过生物信息学分析鉴定IgA肾病的生物标志物,旨在阐明IgA肾病疾病进展的可能分子机制.方法 从GEO数据库下载包含IgA肾病患者和健康对照的微阵列数据集GSE104948、GSE93798和GSE37460数据集,并使用limma R包进行分析,以获得差异表达基因.然后进行GO分析和KEGG通路富集分析,运用S...     

生物信息学方法研究高脂饮食诱导肥胖对雄性SD大鼠的影响

目的应用生物信息学方法探寻高脂饮食诱导性肥胖雄性SD大鼠生理代谢改变及对生育力的影响。方法利用NCBI中的GEO基因芯片公共数据库进行芯片数据搜索,最终选择芯片数据(GSE8700)作为分析对象,使用bioconductor包中R工具的函数及Limma程序包识别差异性表达基因,应用DAVID数据库对差异表达基因进行GO富集分析和KEGG通路分析,选用String在线数据库构建差异表达基因的PPI网络。结果通过对GSE8700进行分析,得到1 014个表达差异基因,其中上调基因544个,下调基因470个;上调差异基因GO条目全部富集于生物过程(BP),主要为氧化还原、轴突生成、对肽类激素反应、对糖皮质激素反应过程;下调差异基因GO富集于生物过程(BP),主要为女性怀孕、对类固醇激素的反应、甘油三酯代谢等过程;富集于细胞组成(CC),主要为细胞外间质,细胞质,血液微球等组成;富集于分子功能(MF),主要为丝氨酸肽链内切酶活性、脂肪酸结合、磷脂质结合等功能;上调差异基因并未富集到任何KEGG通路,而下调差异基因富集到3条通路,分别为PPAR信号通路(过氧化物酶体增殖物激活型受体)、脂肪的消化和吸收通路、胰腺分泌通路,其中重要的节点基因为热休克蛋白90AB1(Hsp90ab1)、细胞外钙敏感受体(Casr)及趋化因子9(Ccl9)等。结论高脂饮食诱导肥胖雄性SD大鼠脂质代谢发生了紊乱,大鼠生殖功能可能受到影响,类固醇激素、肽类激素代谢异常可能是其影响途径。     

肝细胞癌患者血清外泌体mRNA表达谱及临床意义分析

背景与目的:外泌体是包含了复杂RNA和蛋白质的小膜泡,其中肿瘤细胞分泌的外泌体中的mRNA携带了大量肿瘤细胞遗传信息,因此对外泌体中特异性mRNA的分析,有望找到肿瘤诊断的新型分子标志物和治疗靶点。本研究通过高通量筛选与生物信息学方法探讨肝细胞癌(HCC)患者血清外泌体mRNA的表达特征及其潜在功能。方法:采集3例HCC患者及3例正常人的静脉血,用外泌体提取试剂盒提取血清外泌体,用Magen试剂盒提取外泌体RNA,对血清外泌体mRNA进行纯化、行反转录形成cDNA、PCR扩增、测序,最后将对所得数据质量进行评价后与参考数据进行比对,分析得到差异表达外泌体mRNA,并采用GO和KEGG通路富集分析对差异基因进行功能与通路注释。结果:与正常人比较,HCC患者有397个外泌体mRNA表达上调,192个外泌体mRNA表达下调;其中,NRGN、PF4、RGS18等17个基因表达明显上调,CXCL8、MORF4L2、SYCP1等14个基因显明显下调。GO富集分析显示,表达上调的外泌体mRNA的靶基因与蛋白质结合、蛋白质异二聚化活性、免疫系统过程的调节、胞外囊泡、细胞外细胞器、应激反应等有关,表达下调的外泌体mRNA的靶基因与嗅觉受体活性、细胞因子活性、CXCR趋化因子受体结合、中间丝、中间丝状细胞骨架等有关;KEGG通路分析显示,在上调的外泌体mRNA中,30条通路被显著富集,在下调的外泌体mRNA中9条通路被显著富集,其中,在上调的外泌体mRNA中,血小板激活、Rap 1信号通路、吞噬体、病毒致癌、肌动蛋白细胞骨架的调节与抗原处理和呈递等是最丰富和最有意义的通路;在下调的外泌体mRNA中,基础转录因子和细胞因子-细胞因子受体相互作用分别是最丰富和最有意义的通路。结论:HCC患者与正常人的血清外泌体mRNA表达特征存在较大差异,其与HCC发生、发展、转移可能密切相关,这为寻找新的诊断标志物及治疗靶点提供了依据。     

基于Label-free技术探讨肌少-骨质疏松症与骨质疏松症患者骨组织差异蛋白的研究与分析

目的对“骨质疏松症(OP)”与“肌少-骨质疏松症(SO)”研究对象的骨组织样品进行蛋白定量检测、蛋白差异分析及差异蛋白功能富集分析,旨在筛选与鉴定出调控SO发生发展的差异蛋白。方法共收集6例SO与OP患者骨组织样品,采用Label-free定量蛋白质组技术进行鉴定与筛选;在基因本体论(GO)生物学资源库、蛋白互作网络(PPI)系统及京都基因与基因组百科全书(KEGG)对具有显著差异的蛋白开展生物信息研究。结果在SO组与OP组中共筛选出1395个差异蛋白,经差异显著性筛选其中上调表达有21个,表达下调有9个,上下调蛋白有统计学意义;两组间差异显著的蛋白分别是过氧化物酶-1、转化生长因子-β1、线粒体转录因子A和细胞色素C氧化酶等;差异蛋白主要涉及细胞氧化还原稳态、氧化磷酸化和代谢过程。结论过氧化物酶-1、转化生长因子-β1、线粒体转录因子A和细胞色素C氧化酶等差异蛋白可能参与了SO发生发展过程。     

肝细胞癌：术后复发相关机理研究以及潜在治疗药物预测

目的探讨肝细胞癌（hepatocellular carcinoma,HCC）术后复发的分子机理,同时寻找预测抑制术后复发的治疗药物。方法利用35例复发与41例未复发患者的基因表达谱数据,寻找术后复发相关差异表达基因,并进行基因本体（gene ontology,GO）与生物学通路（pathway）富集分析,寻找相关的生物学功能与通路,同时利用Connectivity Map（cmap）数据库区去预测可抑制HCC术后复发的潜在药物分子。结果发现HCC术后复发相关基因显著富集到了“黏着斑信号通路”、“MAPK信号通路”等相关通路中;同时发现了2个可能的潜在治疗药物“班布特罗”和“洛伐他汀”。结论HCC术后复发相关基因涉及到“黏着斑信号通路”、“MAPK信号通路”等通路,且“班布特罗”以及“洛伐他汀”可能作为抑制HCC术后复发的潜在药物。