轻度认知障碍患者血浆中差异表达microRNA生物信息学分析

目的 应用生物信息学方法分析轻度认知障碍(MCI)患者血浆中差异表达microRNA。方法 从美国国立生物技术信息中心(NCBI)公共数据平台的GEO数据库检索并筛选MCI相关基因芯片数据集,使用GEO2R在线分析工具筛选差异表达的microRNA;利用TargetScan7.2在线预测工具预测差异表达microRNA的靶基因,并通过String数据库构建编码蛋白相互作用(PPI)网络及利用Cytoscape的CytoHubba插件筛选关键基因(Hube gene);利用Cytoscape3.7.2软件构建差异表达microRNA的microRNA-靶基因相互作用网络,筛选关键microRNA;运用R语言分析包对差异表达microRNA的靶基因进行基因本体论(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析。结果 筛选出14个显著下调的microRNAs,通过在线工具预测14个microRNA的靶基因并构建PPI和microRNA-靶基因的相互作用网络,结果显示hsa-miR-27b、hsa-miR-146a、hsa-miR-23a和has-miR-93*是核心网络中的关键mi...     

结直肠癌相关差异表达基因的生物信息学分析

背景:结直肠癌(CRC)是消化系统常见肿瘤,发病率和死亡率较高。目的:应用生物信息学方法对CRC差异表达基因进行分析,筛选与CRC发生、发展相关的基因。方法:从公共基因表达数据库(GEO)下载CRC基因芯片GSE32323、GSE21510、GSE9348数据集,使用R语言筛选差异表达基因。在DAVID数据库中对差异表达基因行GO和KEGG分析。应用STRING、Cytoscape构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,筛选出CRC的核心基因。结果:在三个数据集中共筛选出834个CRC共同差异表达基因,包括376个上调基因和456个下调基因。GO分析表明差异表达基因主要参与细胞分裂、增殖、代谢等过程。KEGG分析显示差异表达基因主要富集于p53通路和细胞外基质蛋白通路。PPI网络共筛选出20个核心基因。结论:运用生物信息学方法对CRC基因芯片进行分析可为CRC发病机制、肿瘤标记物的筛选和治疗药物靶点的选择提供理论基础。     

基于GEO数据库脓毒症心肌巨噬细胞基因芯片数据的生物信息学分析及关键基因验证

目的利用生物信息学分析筛选脓毒症心脏组织巨噬细胞差异表达基因(DEGs)并对关键基因进行验证。方法实验1(基因芯片与生物信息学分析):从基因表达数据库(GEO)下载脓毒症小鼠心脏巨噬细胞基因芯片数据GSE104342, 通过R语言分析获得DEGs, 使用DAVID在线数据库对DEGs进行基因本体及功能注释和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析, 最后利用基因与蛋白质相互作用检索数据库(STRING)对DEGs进行基因编码蛋白质-蛋白质相互作用分析, 并运用Cytoscape软件及MCODE等插件筛选出关键基因。实验2(脓毒症模型构建与相关基因验证):8～14周龄雄性C57BL/6小鼠10只, 随机选取5只作为对照组, 5只在体构建小鼠脓毒症模型作为脓毒症组。超声心动图检测小鼠心脏功能, 采用苏木精-伊红染色法检测小鼠心脏形态, 原位缺口末端标记法检测小鼠心肌细胞凋亡, 免疫荧光染色检测分化抗原簇206(CD206)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、F4/80、细胞因子信号转导抑制因子3(Socs3)、白细胞介素1受体拮抗剂(Il1rn)和CC趋化因子7(Ccl7)蛋白表达。体外...     

颈动脉斑块与斑块旁组织基因差异表达和信号通路分析

目的基于颈动脉粥样硬化斑块中基因芯片数据分析差异性基因表达、信号传导通路及蛋白质网络分析。方法从基因表达数据库(GEO)下载GSE43292基因芯片数据,数据预处理后,使用在线R软件分析颈动脉斑块和斑块旁组织中差异表达的基因,运用生物医学信息学GSEA方法进行富集GO分析和Pathway分析,并对差异性基因行蛋白质网络分析。结果芯片数据分析显示,颈动脉斑块和斑块旁组织中表达水平显著上调的有87个基因,表达水平显著下调的有60个基因(P均0.01),并绘制成热图。GSEA的GO功能富集分析发现,差异表达多与抗原结合、丝氨酸水解酶活性、趋化因子受体结合相关。GSEA的Pathway富集分析显示,差异表达上调基因与造血干细胞系、溶酶体、细胞因子受体相互作用等通路中富集。STRING分析筛选出IL-8、CXCL-10、SELE、MMP-9、IL-18共5个核心基因。结论通过生物信息学方法对GEO基因芯片数据分析,发现了动脉粥样硬化斑块中差异性基因的相关信号传导通路及蛋白质的核心基因,为动脉粥样硬化研究提供基础资料。     

系统性红斑狼疮外周血单个核细胞中铁死亡相关关键基因筛选分析

目的通过生物信息学的方法分析系统性红斑狼疮(SLE)患者PBMCs的差异表达基因, 筛选并分析铁死亡相关关键基因, 从转录水平探索铁死亡参与SLE发病的可能机制。方法从美国国家生物技术信息中心(NCBI)的子数据库基因芯片公共数据库(GEO)检索出符合筛选标准的健康对照组(HC组)和SLE患者(SLE组)的数据集和样本信息, 利用GEO2R、R语言及相关软件包进行分析获得差异表达基因、基因本体论(GO)富集分析和京都基因和基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析结果。利用STRING、Cytoscape等工具分析差异基因的蛋白交互作用网络(PPI), 探索关键基因与通路, 寻找潜在作用靶点。此外, 通过实时荧光定量反转录PCR(RT-qPCR)验证关键基因在SLE中的表达。采用Mann-WhitneyU秩和检验比较2组PBMCs中关键基因的表达差异;采用Spearman秩相关分析探索其与SLE疾病活动度的关系。结果研究纳入了6个数据集, SLE组和HC组的差异基因中与铁死亡相关的基因合计166个。差异基因主要在肺泡巨噬细胞、中性粒细胞、CD49+细胞和CD31+细胞等免疫细胞中特异性...     

基于GEO数据库尘螨过敏发病机制的研究北大核心CSCD

目的 通过对尘螨过敏人群呼吸道上皮细胞基因芯片的生物信息学分析,获得尘螨过敏的生物标志物。方法 从美国国立生物技术信息中心(NCBI)公共基因表达数据平台(GEO)下载GSE9150mRNA基因芯片数据集,对呼吸道上皮细胞样本进行分析。样本来源包括过敏人群上皮细胞10例(5例暴露于尘螨,5例暴露于生理盐水)和健康人群上皮细胞10例(5例暴露于尘螨,5例暴露于生理盐水)。采用R语言“limma”函数包筛选差异表达基因(DEGs),设定阈值logFC绝对值≥1且P<0.05。用DAVID数据库对靶基因进行基因本体(GO)功能分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路分析,及应用STRING数据库构建蛋白质相互作用网络,再以Cytoscape对模块中的基因共表达关系进行可视化并筛选关键基因。结果 暴露于尘螨的健康组和过敏组共筛选出1 247个DEGs, GO分析显示DEGs生物学功能主要涉及炎症细胞活化、细胞交流和糖基化等。KEGG信号通路分析表明:NOD样受体信号通路、Toll样受体信号通路、TGF-β信号通路、IL-17信号通路、Th1和Th2细胞分化有关。基于蛋白质相互作用网络筛选出10个关键基因RSAD2/ISG15/IFIT1/OASL/MX1/IFIT3/OAS3/IFIH1/IFI44/DDX58。结论 通过生物信息学筛选发现了有关尘螨过敏患者与健康人群之间的DEGs,并通过PPI网络获得10个hub基因,为尘螨过敏机制与防治研究提供了新思路。     

冠状病毒所致心力衰竭的组学机制分析及药物预测

目的探讨冠状病毒感染所致心力衰竭(心衰)的机制,并预测对其可能有效的药物。方法在基因表达数据库(GEO)检索冠状病毒和心衰,并筛选符合实验要求的组学数据。采用R语言Limma程序包进行差异表达基因分析,筛选差异表达基因。将两组差异基因导入R语言clusterProfiler包进行基因本体学(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,取两组结果的交集。采用STRING数据库对所有差异表达基因构建蛋白质互作网络并筛选核心基因。最后采用团队自主研发的表观精准治疗预测平台EpiMed预测冠状病毒所致心衰的治疗药物。结果在GEO数据库检索并筛选得到GSE59185冠状病毒数据集,根据不同的亚型分为wt组、?E组、?3组、?5组、对照组5组样本,差异分析发现各亚组交集上调基因191?个,下调基因18?个。在GEO数据库检索并筛选得到GSE126062心衰数据集,共筛选差异表达基因495?个,其中上调165?个,下调330?个。冠状病毒与心衰差异表达基因富集分析,取交集处理共有GO条目20条,主要富集在病毒反应、病毒防御反应、Ⅰ型干扰素反应、γ干扰素调节、先天免疫反应调节、病毒生命周...     

CDK1在肝母细胞瘤发展与预后作用的生物信息学分析

目的 研究肝母细胞瘤(hepatoblastoma,HB)的发病机制,并为其提供防治的相关生物信息学依据.方法 采用GEO2R在线分析工具分析HB基因芯片GSE131329的HB组织与正常组织,得到差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并通过R语言制作火山图.DAVID...     

大黄抑制鼠疫耶尔森菌的基因芯片检测

目的 研究基因组芯片检测大黄抑制鼠疫耶尔森菌分子机制的方法 .方法 使用的鼠疫耶尔森菌全基因组芯片包含4005条鼠疫耶尔森菌基囚.应用液体稀释法测定大黄对鼠疫耶尔森菌的最小抑菌浓度(MIC),基因芯片表达谱实验中,大黄作用鼠疫耶尔森菌的浓度为10×MIC,作用时间为30 min,提取并纯化鼠疫耶尔森菌总RNA,反转录合成cDNA,用Cy3,Cy5染料标记后,与鼠疫耶尔森菌全基因组芯片杂交,通过芯片扫描仪获得表达谱分析结果 .应用实时定量PCR技术对芯片结果 进行验证.结果 大黄对鼠疫耶尔森菌的MIC为0.02500 kg/L.获得了大黄作用鼠疫耶尔森菌的基因芯片表达谱.大黄作用鼠疫菌的明显差异表达基凶共有498个,上渊基闪358个,下凋基因140个.结论 应用鼠疫耶尔森菌全基因组DNA芯片可以进行大黄抑制鼠疫耶尔森菌的分子作用机制研究.     

通过基因芯片研究苯那普利对HK-2细胞TEMT过程的影响作用

目的通过基因芯片探讨苯那普利对人肾近端小管上皮细胞(HK-2细胞)向间质肌成纤维细胞转分化(TEMT)过程中的影响作用。方法制备苯那普利含药血清,将HK-2细胞随机分为正常组、模型组、苯那普利(洛丁新)组。采用Illumina Bead Chip的人全基因组基因表达芯片(Human HT-12 v4),提取总RNA分离纯化后,经过逆转录、合成、杂交、洗片和扫描获得差异表达基因,并进行差异基因相关分析。结果通过基因芯片技术成功筛选差异表达基因,模型组与正常组比较差异表达基因80个,其中上调表达53个,下降表达27个;洛丁新组与模型组比较差异表达基因227个,其中上调表达118个,下降表达109个。通过基因GO分析,洛丁新组较模型组在细胞增殖、移动、转分化、连接酶活化等生物过程中有更多参与。结论本实验为更加全面阐明苯那普利对TEMT的调控作用提供了实验依据。     

弥漫大B细胞淋巴瘤预后相关基因与患者预后及肿瘤浸润性免疫细胞比例的相关性

目的 筛选出弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）预后相关基因,明确预后相关基因表达水平与DLBCL患者预后及肿瘤浸润性免疫细胞（TICs）比例的关系,为DLBCL治疗提供新的靶点。方法 从GEO中获取GSE56315、GSE12453和GSE87371芯片数据,用R的“limma”包筛选出DLBCL预后相关基因。将GSE87371数据集中的预后相关基因根据表达量中位值分为高、低表达组,从R语言的“survival”包中提取高、低表达组5年OS率及95%CI,然后利用COX风险回归模型分析预后相关基因与预后的相关性,使用R语言的“for”循环分析预后不良相关基因与DLB-CL患者年龄、性别、临床分期等临床参数的关系。通过GSEA富集分析DLBCL预后相关基因在DLBCL中的相关信号通路。最后利用CIBERSORT算法计算DLBCL组织中TICs的比例,并分析预后相关基因表达水平与TICs比例的关系。结果 对GSE12353及GSE56315进行合并后的MERGE基因集进行筛选后获得DLBCL组织与正常组织的差异表达基因445个（上调基因301个,下调基因143个）,从GSE87371数据集获...     

全基因组芯片结合通路分析筛选心力衰竭患者心肌细胞差异基因

目的 利用人全基因组芯片分析心力衰竭(心衰)患者与正常人心肌细胞差异表达基因,结合已知基因功能分类着重对细胞信号通路进行分析.方法 应用华联公司人全基因组芯片,检测4例心衰患者及4例脑死亡的正常人心肌细胞的基因表达谱,并以实时荧光定量PCR技术对基因芯片检测结果 进行验证.将心衰差异表达量≥1.2倍或≤-1.2倍的基因经BioCarta通路和KEGG通路进行信号通路分析.结果 4例心衰心肌标本与正常对照比较,表达量变化1.2倍以上的基因有2806条;变化2倍以上的有399条基因.经BioCarta通路分析,心衰时涉及11条通路蛋白.经KEGG通路分析,涉及16条通路.结论 心衰时心肌细胞巾有大量的基因呈现差异表达,并激活了多条促进细胞凋亡通路及涉及转录调控的通路.运用基因芯片和生物学通路相结合的方法 ,分析基因表达谱能准确而且有的放矢地研究与心衰病理生理的相关基因.     

非特异性间质性肺炎相关基因筛选和生物信息学分析

目的通过生物信息学的方法筛选非特异性间质性肺炎(nonspecific interstitial pneumonia, NSIP)的致病基因,为进一步研究提供靶点。 方法从GEO数据库下载基因芯片数据集GSE110147、GSE21369、GSE40839,使用limma包分析工具筛选正常组织与NSIP的差异表达基因。通过clusterProfiler包对差异表达基因进行GO分析和KEGG通路富集分析,找到NSIP发病过程中差异表达基因主要参与的生物功能及其集中的信号通路。利用STRING数据库和CYTOSCAPE软件构建蛋白相互作用网络,使用MCODE软件提取蛋白相互作用网络中的子网络模块。 结果3个数据集的差异表达基因做韦恩图得到3个共同差异表达基因。GO富集分析表明NSIP中上调的差异表达基因主要影响RNA剪接、抗病毒感染、对肽的细胞反应等相关的生物过程,富集的分子主要参与细胞组分的囊腔合成分泌、剪接复合体,富集的分子功能主要参与ATP酶活性,受体配体活性及DNA结合转录激活因子活性。NSIP中下调的蛋白主要涉及转移酶活性调节的生物过程。KEGG通路分析表明NSIP中上调的差异表达基因主要参与PI3K-Akt、人类乳头瘤病毒感染及MAPK等信号通路。 结论利用生物信息学筛选出差异表达基因,可能是NSIP发病机制的新靶点,对诊断治疗NSIP具有临床意义。     

基于基因表达综合数据库芯片的慢性心力衰竭生物标志物的筛选与生物信息学分析

目的:对慢性心力衰竭(CHF)患者基因芯片数据进行生物信息学分析,寻找表达特征基因谱。方法:利用基因表达综合数据库(GEO)中基因芯片数据筛选出CHF信息的芯片。分别采用GO富集分析和KEGG富集分析对差异基因进行功能注释和通路分析。结果:CHF患者外周血样品中9个基因存在差异表达,其中4个(CX3CR1、HSPA1L、DYNLL1、MYC)表达上调,5个(JUN、ZNF331、RORA、TRIM13、PPP1R16B)表达下调。这些差异表达的基因被富集到不同的生物学过程或分子功能的子集中,主要集中在14个方面,在分子功能—蛋白质结合方面富集最显著(GO:0005515),同时主要富集在Inflammatory bowel disease (IBD)、MAPK signaling pathway、Erb B signaling pathway和Colorectal cancer四条通路上。结论:通过对GEO数据库中CHF的表达数据分析研究而筛选出的差异表达基因,可能为该疾病的早期诊断治疗和靶向药物的开发提供重要理论依据。     

重症哮喘患者支气管内膜差异表达基因的生物信息学

目的 通过生物信息学技术分析重症哮喘患者支气管内膜差异表达基因(DEGs)及其在重症哮喘发病中的可能作用。方法 从基因芯片公共数据库(GEO)下载重症哮喘患者支气管内膜研究芯片和测序数据,应用R和Rstudio软件中的limma包获得差异表达基因。应用加权基因共表达网络分析(WGCNA)探索基因之间的相互作用,并通过基因本体(gene ontology, GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,蛋白质互作(PPI)及关键基因分析,预测差异基因可能参与的分子生物学过程。结果 通过芯片分析,共获得247个DEGs,其中127个上调基因,120个下调基因,主要参与的生物学过程包括“细胞迁移的调节”、“神经元的延伸”、“蛋白质泛素化降解”、“负趋化性”和“巨噬细胞自噬调节”。PPI分析发现关键基因为：RHOA、YWHAQ、PP1CC、ATP6V1A、CALM2、PSMA5、RPS3A、PSMC5、MRPL13、SEC61B。结论 关键基因(RHOA、YWHAQ、PP1CC、ATP6V1A、CALM2、PSMA5、RPS3A、PSMC5、MRPL13、SEC61B)可能在重...     

结核分枝杆菌Rv0341蛋白编码基因iniB的多态性分析

目的研究结核分枝杆菌假设蛋白Rv0341编码基因iniB的多态性,确认其保守性,分析依赖利福平结核分枝杆菌(依R菌)在利福平(R)培养管中Rv0341高表达的可能原因。方法用大肠埃希菌做为阴性对照,提取依R菌(14株)、耐R菌(23株)、R敏感的结核分枝杆菌(12株)、结核分枝杆菌标准株H37Rv及BCG(共51株)的细菌基因组DNA,利用PCR自基因组DNA中扩增iniB基因,通过ApaⅠ/EcoRⅤ、KpnⅠ/SmaⅠ双酶切,琼脂糖凝胶电泳检测其带型,对iniB基因进行限制性片段长度多态性分析并测序。结果实验组中iniB基因的酶切图谱完全相同,测序结果亦证实iniB基因无突变。结论 iniB基因在对R依赖、耐药和敏感等不同类型的结核分枝杆菌中是相对保守的;依R菌在Rv0341蛋白表达方面的差异可能是RNA转录差异或利福平诱导的结果。     

应用基因芯片技术研究甲状腺乳头状癌的基因表达

目的　应用基因芯片技术研究甲状腺乳头状癌 (PTC)和正常成人甲状腺组织基因的差异表达。方法　分别用Cy5和Cy3两种不同的荧光染料通过逆转录反应将PTC组和对照组甲状腺组织的mRNA分别标记成探针 ,并与载有一组靶基因的基因表达谱芯片进行杂交。通过扫描荧光强度 ,计算机软件分析 ,寻找两组差异表达基因 ,并用RT PCR、免疫组化对其中两条基因进行验证。结果　共有 65条差异表达基因 ,其中表达增加的有 48条 (2 .0倍以上 ) ,表达降低的有 17条 (0 .5倍以下 )。RT PCR、免疫组化结果与芯片扫描结果一致。结论　基因芯片是筛选PTC与正常成人甲状腺组织差异表达基因的有效方法。通过筛选所得差异基因提示 ,PTC的发病涉及细胞外基质、细胞因子、受体信号转导等多个方面。     

通过加权基因共表达网络分析鉴定主动脉瓣钙化的关键基因和富集通路

目的:筛选主动脉瓣钙化疾病(CAVD)潜在的高风险致病基因及富集通路,为CAVD的发病机制提供理论依据.方法:从高通量基因表达(GEO)数据库中下载GSE83453数据集,首先利用R语言中的limma包筛选出差异表达基因,然后再利用WGCNA包对共表达基因进行分析并筛选出与临床表型相关度高的模块基因,两者的共同致病基因...     

生物信息学方法对人类和小鼠共同肝癌相关基因的筛选

目的:研究应用生物信息学技术,对基因芯片产生的大量数据进行系统地挖掘和分析,筛选出人类和小鼠不同种属间在肝癌发生发展过程中起关键作用的共同基因.方法:首先通过文献检索和收集,在GEO数据库中下载符合纳入标准的9套样本基因芯片数据,运用bioconductor和Rversion的2.10.1版本对已下载数据进行标准化处理,运用软件包affy中的RMA算法对affymetrix平台的原始数据进行背景校正、标准化和log2转换;其次使用excel的TTEST函数计算每一个基因的显著性,DAVID进行探针基因名称转换,建立基因名称与样本对应的表达数据表;再进行Meta分析计算人类及小鼠的共同差显基因,并通过DAVID中的KEGG库富集调控通路.结果:人类与小鼠在肝癌发生发展过程中的共同表达基因52个,其中5个为上调基因,4个为下调基因;富集出7条通路,其中甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸代谢通路和轴突引导通路是文献已报道的与肝癌发生发展密切相关通路.结论:通过生物信息学可快速筛选出人类与小鼠在肝癌发生发展过程中的共同关键基因及与肝癌发生发展密切相关通路.     

人主动脉夹层与正常主动脉基因表达谱的差异

目的:利用基因芯片技术研究人主动脉夹层组织与正常主动脉组织基因表达谱的差异。方法:选取主动脉夹层病例标本5例,正常主动脉标本4例。提取总RNA,并反转录成cDNA、体外转录合成aRNA后与芯片进行杂交,对结果进行分析。同时对表达谱筛选出MYLK、PKD1、MYH11、SOD3、FLNA、TAGLN 6个差异基因进行基因转录水平的定量验证。结果:人主动脉夹层组与正常主动脉组比较基因表达差异倍数大于2的基因共有1 661个,其中有997个基因上调表达,664个基因下调表达。6个基因RT-qPCR验证结果表明,与正常组相比,6个基因都下调表达,其中MYLK、PKD1、MYH11、SOD3、TAGLN基因下调表达是有显著性差异的(P≤0.05),FLNA基因没有显著性差异(P0.05)。结论:通过全基因组表达谱芯片可以筛选主动脉夹层与正常主动脉表达差异基因,同时结合RT-qPCR验证,为研究主动脉夹层提供新的思路。