六价铬致肺上皮细胞恶性转化的关键基因筛选——基于GEO数据库

[背景]六价铬[Cr(Ⅵ)]能够诱导肺上皮细胞恶性转化,但其分子机制仍不十分明确.[目的]运用生物信息学分析方法挖掘Cr(Ⅵ)诱导肺上皮细胞恶性病变的关键基因并探讨其发生机制.[方法]从公共基因表达数据库(GEO)中下载与Cr(Ⅵ)毒效应相关的高通量基因表达谱数据,通过对各数据集中差异表达基因取交集获得共表达的差异表达...     

基于基因芯片数据的肾嫌色细胞癌生物信息学分析

目的:利用生物信息学分析肾嫌色细胞癌基因表达谱芯片,寻找肾嫌色细胞癌发生的关键基因。方法:从GEO数据库下载肾嫌色细胞癌基因芯片数据GSE15641和GSE11151,利用R软件中的"affy"、"limma"等R软件包进行差异表达基因筛选,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...     

基于生物信息学途径研究CLDN4基因在卵巢癌中的作用及机制

目的 基于生物信息学途径,研究紧密连接蛋白4(CLDN4)在卵巢癌中的作用机制。方法 从GEO数据库获取含有12个卵巢癌组织和正常组织的基因芯片,结合Oncomine数据库进行CLDN4 mRNA表达差异分析,筛选出差异基因109个,利用Cytoscape 3.8.2软件进行GO富集和KEGG富集分析,String数据库进行蛋白相互作用网络分析,找到关键节点蛋白16个,选取差异最大的CLDN4基因进行深入探讨,进行表达分析和GeneMANIA功能预测。结果 筛选109个差异基因进行GO富集和KEGG信号通路分析,发现参与Wnt/β-catenin、MAPK、MEK-ERK等信号通路;构建功能模块,找到关键蛋白16个,其中CLDN4 mRNA在卵巢癌中高表达,CLDN4表达与临床分期和生存状态有相关性;预测CLDN4基因在功能上与顶端连接复合体、细胞-细胞连接、内皮屏障的建立、内皮细胞发育与分化等有关。结论 CLDN4在卵巢癌中高表达,在癌细胞的增殖、转移中有一定作用,有望成为诊断和治疗卵巢癌的新生物标记物。     

药物性肝损伤差异表达基因生物信息学分析

目的 通过药物性肝损伤(DILI)细胞的基因组信息学分析获得肝脏特异性差异表达基因(LSDEG)。方法 从GSE54255和GSE102006数据集中筛选LSDEG,构建了LSDEG的蛋白质互作网络(PPI)、模块分析和关键(Hub)基因。Hub基因进行京都基因与基因组百科全书通路(KEGG)和基因本体论-生物过程(GO-BP)富集以及转录因子(TF)-基因共调节网络。结果 筛选113个LSDEG,LSDEG-PPI网络由与炎症反应和肝细胞凋亡相关的模块组成。筛选JAK2、ICAM1、IRF1、NFκBIA、MDM2和ERRB这6个Hub基因,其生物学途径集中在物质代谢、免疫调节和细胞死亡等方面,调控TF分别为STAT家族、NFκB家族、ETS家族、TP53、SP1和EP300。结论 6个Hub基因是DILI特异性差异表达基因,它们降低药物代谢活性和增加毒性代谢物的积累。同时,异常诱导肝脏内细胞免疫的攻击性和体液免疫的炎症风暴,最终导致肝细胞损伤。     

恶性肺结节差异表达基因的生物信息学分析

目的 应用生物信息学方法挖掘恶性肺结节的相关基因,为恶性肺结节诊断和治疗提供靶点。方法 从GEO (Gene Expression Omnibus) 数据库中下载基因芯片数据集GSE108375和GSE27489,利用GEO2R筛选恶性肺结节的差异表达基因 (DEGs)。应用DAVID数据库进行GO和KEGG通路富集分析,利用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白质相互作用网络和关键基因模块,筛选恶性肺结节关键基因。运用UCSC和ONCOMINE数据库中的临床组织样本验证靶基因与肺癌的关系。结果 初筛出62个DEGs,富集分析发现差异基因在细胞粘附、细胞迁移、受体激活、信号转导等方面存在显著富集。共筛选出ITGB2、RAC2、CD44、PECAM1、HCK、DOCK2、WAS、MYO1F、AIF1 9个恶性肺结节靶基因,经临床肺癌组织样本验证靶基因在肺癌组织中存在显著高表达。结论 通过生物信息学筛选出9个靶基因,表明其可能是恶性肺结节发病机制、临床诊断和治疗的研究靶点。     

CLN3基因在卵巢癌和子宫内膜癌中过表达的研究

目的 研究CLN3基因在卵巢癌和子宫内膜癌中的表达水平变化。方法 采用半定量RT-PCR方法和Western Blot方法检测卵巢癌和子宫内膜癌组织中CLN3基因表达水平变化。结果 发现CLN3在所有的卵巢癌和子宫内膜癌组织中有不同程度的表达水平升高现象。结论 CLN3基因表达水平升高可能与卵巢癌和子宫内膜癌的发生有关。     

生物信息学分析缺血性脑卒中的差异表达基因

目的基于生物信息学,对缺血性脑卒中(IS)相关差异表达基因(DEGs)进行分子层面的分析,深入分析IS的发病机制和关键基因。方法从GEO数据库下载与IS相关的生物基因芯片,基于P值及log|FC|值对GEO原始数据进行筛选,确定DEGs。对DEGs进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,了解DEGs介导的生物过程与代谢通路。利用String在线平台,构建DEGs的蛋白相互作用(PPI)网络。利用cytoscape的cyto Hubba软件,找出IS的关键基因。结果本研究共筛选出110个DEGs。功能和通路富集结果显示,上述基因参与MAPK、NF-kappa B、TNF等多种细胞因子和趋化因子的信号转导通路;共同介导炎症以及免疫应答、细胞凋亡等相关生物过程。PPI网络显示,这些基因之间具有相互作用关系。JUN、CXCL2和TNF为IS病理过程中的关键基因。结论本研究结果揭示,IS的发生发展与炎症密切相关。针对关键基因进行靶向治疗,如JUN、CXCL2和TNF,或许对临床防治IS具有重要的发展意义。     

卵巢癌相关抑癌基因的研究进展

卵巢癌是妇科恶性肿瘤中最严重的疾病之一,尽管卵巢癌的治疗已取得显著进展,但由于病因和发病机制还不清楚,不能早期诊断,5年存活率始终徘徊在20%~40%,严重的威胁着女性健康和生命。改善预后的可能性是采用新的方法,早期发现肿瘤及监测治疗效果。对癌基因、抑癌基因异常表达的研究,是当前肿瘤生物学领域的热门课题,它不仅涉及细胞生长、分裂、分化、凋亡等生命科学最根本的问题,也是阐明对人类危害最大的恶性肿瘤的发生、发展异常调控的重要环节,这不仅有重要的科学理论意义,还对卵巢恶性肿瘤的早期诊断、监测治疗、改善患者的预后显示出广…     

基于生物信息学的矽肺差异基因筛选及验证

目的 筛选矽肺患者肺组织差异表达基因作为矽肺的潜在生物标志物，探索其在早期诊断、治疗和发病机制中的可能价值。方法 从PubMed网站检索矽肺病人和健康对照人群生物样本mRNA测序数据，筛选两组数据中的差异表达基因，对其进行基因本体（GO）和基因组百科全书（KEGG）分析以及蛋白质与蛋白质相互作用（PPI）鉴定，利用Cytoscape软件中MCODE插件进行聚类分析评估PPI网络关键模块，利用CytoHubba插件筛选hub基因，搜索其他矽肺病以及相关疾病数据中hub基因表达情况。采集矽肺患者、接触矽尘健康工人和无接尘健康对照人群血清样本，以定时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）检测7个差异表达基因相对表达水平，验证生物信息学结果。结果 筛选出244个上调差异表达基因，566个下调差异表达基因，其中SPP1、TIMP1、VCAM1，IFNG、SERPINE1、IGF1 6个上调hub基因及DNAI2、DNAI1，CCDC114、RSPH4A、RSPH1、DNAAF3 6个下调hub基因与矽肺发生发展有密切关系。SPP1、TIMP1、VCAM1、SERPINE1、IGF1、DNAI1和CCDC114基因经RT-qPCR实验验证在矽肺患者血清中存在差异表达；与对照组相比，矽肺组除DNAI1外，其余基因表达趋势均与生物信息学结果一致。结论 经过筛选验证出的SPP1、TIMP1、VCAM1、SERPINE1、IGF1、DNAI1和CCDC114在矽肺病人中存在差异表达，这些基因在生物过程、分子功能及细胞组分中发挥着重要作用，参与炎症、肿瘤、代谢的相关通路，有可能作为矽肺的潜在生物标志物。     

头颈癌核心基因筛选及其预后分析

目的 利用生物信息学方法,筛选与头颈癌发生发展相关的差异表达基因,并进行相关的预后分析,寻找头颈癌新的诊断标志物以及治疗靶点。方法 在GEO数据库中下载头颈癌相关数据集GSE83519,利用GEO2R分析其差异表达基因,并对其进行功能注释及通路富集分析。通过STRING网站与Cytohubba软件筛选核心基因。利用UALCAN在线网站筛选预后相关基因,并使用cBioPortal在线工具对预后相关基因在头颈癌中的基因突变进行分析。 结果 GEO2R分析结果显示,GSE83519筛选出371个差异表达基因,其中含240个上调基因和131个下调基因。功能富集分析结果表明,差异表达基因主要与对氧含量的反应,凋亡信号通路的负调控等有关。 通路富集分析表明差异表达基因主要涉及癌症通路,细胞凋亡通路等。Cytohubba软件筛选出25个核心基因,这些基因参与了结直肠癌,乳腺癌,食管癌等多个癌症的发生发展,其中CASP8、CXCL12、MMP9等基因已被证实与头颈癌发生风险相关。通过UALCAN网站发现四个核心基因IL6、CD28、HDAC1、ESR1与头颈癌的预后相关。cBioPortal分析结果显示,四个预后相关基因在头颈癌的发生发展中均存在基因突变。结论 本研究筛选出了四个与头颈癌预后相关的基因,这些基因在头颈癌中存在基因突变的现象,有望成为临床诊断及治疗的新靶点。     

女性非小细胞肺癌潜在相关基因的生物信息学分析及功能预测

目的  通过对女性非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)相关基因的生物信息学分析和功能预测,探讨女性NSCLC的发病机制和预后生物标志物。方法  从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)下载女性NSCLC患者的数据,使用limma包鉴定差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)。对DEGs进行基因本体(Gene Ontology, GO)和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)分析和构建蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI) 网络分析。利用igraph包筛选关键DEG,利用Oncomine数据库及NSCLC细胞系验证关键DEGs的表达情况,并采用Log-rank检验分析关键DEGs的表达水平与女性NSCLC患者预后的关联。结果  共筛选出500个DEGs,GO富集分析表明,DEGs主要参与细胞增殖、细胞迁移和细胞外结构组成(均有P < 0.05)。KEGG富集分析表明,这些途径主要与细胞外基质(extracellular matrix, ECM)受体相互作用、蛋白质消化吸收和白细胞跨内皮迁移信号有关。通过PPI网络分析得到3个关键DEGs：白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)、表皮细胞生长因子(epidermal growth factor, EGF)和基质金属蛋白酶-9(matrix metalloprotein-9, MMP-9)。Oncomine数据库分析和NSCLC细胞系结果显示NSCLC组织和细胞系中IL-6的表达较低,而EGF和MMP-9的表达较高。Log-rank检验表明IL-6(χ²= 6.90,P=0.009)和EGF(χ²= 7.73,P=0.005)表达与女性NSCLC患者预后有关。结论  在女性NSCLC患者中,IL-6和EGF可能是NSCLC发病与预后机制中的重要基因,是治疗的潜在靶点。     

卵巢癌细胞系中差异表达蛋白的相关性研究

目的:筛查卵巢癌细胞系中差异表达蛋白,寻找与卵巢癌发生发展相关的基因。方法:体外培养卵巢癌细胞系SKOV-3、A2780、OVCA433、OVCA420和正常卵巢细胞系IOSE386,利用蛋白阵列方法分析卵巢癌细胞系和正常卵巢细胞系中蛋白表达的差异性;利用QUANTITY 1分析软件分析图片结果,并对图片结果进行统计学分析。结果:分析发现卵巢癌细胞系中17种蛋白的表达水平相对于正常卵巢细胞系差异有统计学意义。结论:卵巢癌细胞系和正常卵巢细胞系存在着差异表达蛋白,这些蛋白可能与卵巢癌的发生发展存在着一定的相关性。     

子宫内膜异位症相关性不孕患者的子宫内膜差异表达基因cDNA文库的构建和筛选

目的:筛选子宫内膜异位症相关性不孕患者在着床窗口期子宫内膜差异表达基因,以了解子宫内膜容受性形成的分子基础。方法:采用抑制性消减杂交技术(SSH),建立人子宫内膜着床窗口期基因表达的消减文库,并通过测序和同源性比较确定差异表达的基因;用RT-PCR技术验证其中的翻译控制肿瘤蛋白(TCTP1)基因、载脂蛋白D(ApoD)基因、促红细胞生成素(EPO)基因在分泌期中期子宫内膜中的表达。结果:对消减文库中20个差异表达的克隆进行测序与同源性比较,筛选出8个在分泌期中期有差异表达的基因。其中TCTP1、ApoD、EPO基因在分泌期中期的表达水平有不同程度的升高,分别为1.35±0.12、1.24±0.10、1.05±0.23,分别与正常对照组的1.05±0.23、0.75±0.16、0.68±0.08比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:应用SSH可有效地筛选出内异症相关性不孕患者着床窗口期子宫内膜差异表达基因,为进一步研究子宫内膜容受性形成的分子机理提供新的线索。     

抑制消减杂交技术克隆晕船易感大鼠脑干差异表达基因

目的　筛选晕船易感大鼠脑干组织差异表达基因。方法　利用抑制消减杂交(SSH)技术构建晕船易感大鼠脑干组织差异表达基因 cDNA文库,斑点杂交筛选含有插入片段的阳性克隆。结果　文库中442个克隆含有插入片段,斑点杂交获得的阳性克隆测序,获得39条差异基因片段和2条全长序列基因。其中高表达16条,含未知功能基因片段3条;低表达25条,含未知功能基因片段5条。结论　SSH技术是一种高效的筛选差异表达基因的方法,本实验结果为深入研究晕船易感性机制提供了重要的线索。     

胆汁酸诱导的细粒棘球绦虫分化基因的转录组学分析

目的探究细粒棘球绦虫(E.g)原头蚴向成虫早期发育的分子机制以及成虫体外培养时犬胆汁的作用,与平行无犬胆汁的包囊方向培养的样本相比较,发现成虫早期发育的差异表达基因。方法通过对有无犬胆汁培养的E.g原头蚴发育早期的21个样本进行转录组测序;对测序得到的原始序列(raw reads)经过质控(QC)检测,再与参考序列比对;进行比对率和序列在参考序列上分布的统计来判断结果是否适合进一步分析。若通过,则进行差异表达基因(DEG)筛选,对筛选出的组间差异表达基因,进行基因本体(GO)功能分析。结果 DEG显示,在有无0.05%犬胆汁平行培养相同时间的两组样本中,AW0.5h-vs-AWB0.5h. DEseq2检测中,上调的DEG数目为65个,下调的DEG数目为9个;而AW3h-vs-AWB3h.DEseq2和AW72h-vs-AWB72h.DEseq2两组差异检测中,上调的DEG数目均为0个,下调的DEG数目分别为0和1个。AW0.5hvs-AWB0.5h.DEG GO功能分析显示在细胞组分中,表达产物位于膜。除膜部分的差异基因表达有下调以外,其余细胞组分中的差异基因都上调,而且表达产物位于...     

Co-expressed functional module-related genes in ovarian cancer stem cells represent novel prognostic biomarkers in ovarian cancer

ABSTRACT

Ovarian cancer is the leading cause of death from gynecologic malignancies. Cancer stem cells (CSC) seem to play a crucial role in tumor metastasis, recurrence, and chemoresistance. Therefore, CSCs offer significant potential for developing therapeutic targets and to understand tumor recurrence and chemoresistance mechanisms. In the present study, our aim was the identification of the gene group in ovarian CSCs (O-CSCs) and the potential of the resultant gene group in ovarian cancer prognosis. Two different microarray data sets were analyzed by comparing gene expression levels between O-CSCs and cancer samples. The O-CSC co-expression network was reconstructed and its modules were identified. According to the analysis results, 74 mutual DEGs were identified. The O-CSC-specific co-expression network included 32 nodes and 95 edges (network density: 19%), while the co-expression network in cancer samples was reconstructed with 74 nodes and 1066 edges (network density: 39%). Understanding of the molecular mechanism and signatures of O-CSCs should provide valuable insight into chemotherapy resistance and recurrence of ovarian tumors. A highly connected 12 gene module in O-CSC samples of BAMB1, NFKB12, EZR, TNFAIP3, C1orf86, PMAIP1, GEM, KHDRBS3, FILIP1, FGFR2, TGFBR3 and PEG10, (network density: 67%) was identified. Prognostic performance of these genes was evaluated independently using six ovarian cancer datasets (n = 1933 patient samples) via survival analysis. These co-expressed genes were determined as prognostic targets in ovarian cancer. Through literature search validation, five genes (C1orf86, PMAIP1, FILIP1, NFKB12 and PEG10) suggested as novel molecular targets in ovarian cancer. The presented prognostic biomarkers here provide a resource for the understanding of tumor recurrence and chemoresistance and may facilitate critical research directions and development of new prognostic and therapeutic strategies for ovarian cancer.     

年轻早期宫颈癌患者卵巢移位术后卵巢功能变化

目的:探讨早期宫颈癌患者实施卵巢移位术后卵巢功能的变化及术后补充放疗对移位卵巢的影响。方法:对大连医科大学附属第一医院2002年1月～2006年1月期间收治的29例年龄≤40岁ⅠA～ⅡA期宫颈癌患者实施宫颈癌根治术的同时行卵巢移位术。将这29例患者作为研究组,其中术后无辅助放疗者12例为研究组1,有辅助放疗者17例为研究组2;选取同年龄段、同期入院的32例行子宫全切并保留双侧卵巢于原解剖位置的子宫良性病变患者作为对照组1,7例行传统宫颈癌根治术(不保留卵巢)的宫颈癌患者作为对照组2。术后3个月、半年、1年随访研究组及两个对照组了解有无围绝经期症状,对研究组同时还调查性生活情况。测定术后1年左右研究组、对照组的FSH、E2水平,进行比较,并作统计学分析。结果:研究组中29例患者2例分别于术后9个月、11个月死亡,17例术后补充放疗。①更年期症状调查:出现更年期症状的患者,术后3个月为10例。未补充放疗的患者占2例,其中1例于术后半年症状消失,另1例及其余8例补充放疗的患者术后1年症状仍持续存在。②性生活调查:术后3个月有性生活者5例,均为术后未补充放疗者,性生活基本满意;术后半年有性生活者16例,11例性生活满意或基本满意;术后1年29例患者除2例死亡以外均有性生活,18例满意或基本满意。③术后1年左右测定FSH、E2水平。研究组1(未放疗组)与对照组1(子宫全切组)比较,P>0.05,无统计学意义;研究组1(未放疗组)与研究组2(放疗组)比较,P<0.05,有统计学意义;研究组2(放疗组)与对照组2(切除卵巢组)比较,P<0.05,有统计学意义。结论:宫颈癌患者术中行卵巢移位术可保留卵巢的功能。术后辅助放疗对卵巢功能有影响,但对于术后需要辅助放疗的宫颈癌患者行卵巢移位术仍能部分保留卵巢功能。