低氧诱导小胶质细胞代谢进程紊乱的转录组测序分析

目的 利用转录组测序技术和生物信息学分析方法研究低氧对小胶质细胞系BV₂细胞基因表达水平的影响,探讨低氧诱导BV₂细胞代谢紊乱的分子机制。方法 分别对1%(体积分数)低氧和21%(体积分数)常氧处理12 h和24 h的BV₂细胞进行转录组测序,采用生物信息学分析方法筛选显著差异表达基因(DEGs),并对显著DEGs进行聚类分析、基因本体(GO)功能注释分析、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析及蛋白质相互作用网络(PPI)分析。使用Cytoscape软件筛选与代谢相关的排名前10位的关键基因。利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对关键基因进行验证。结果 低氧处理12 h共筛选860个显著DEGs(|log₂FC|≥1,Q≤0.05),其中672个上调基因,188个下调基因。KEGG和GO分析发现低氧处理后显著DEGs显著富集在细胞周期、HIF-1信号通路、Rap1信号通路、碳代谢、糖酵解/糖异生、果糖和甘露糖代谢、淀粉和蔗糖代谢及氨基酸等代谢进程。低氧组处理24 h共有587个显著D...     

结直肠癌中O-型糖基化相关差异基因的筛选及分析

目的 通过鉴定得出正常和异常O-型糖基化结肠癌细胞之间的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）,即O-型糖基化相关差异基因,并探讨其促进肿瘤发生发展的潜在机制。方法 运用单色标记表达谱芯片技术对经Cosmc表达质粒或其空白对照质粒稳定转染的LS174T Tn（+）细胞进行检测,采用RNA杂交获得基因表达谱数据,通过Wegstalt平台的基因通路富集（gene set enrichment analysis,GESA）方法行GO基因本体（gene ontology,GO）分析和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）肿瘤相关通路分析,R语言行热图聚类分析,STRING在线软件对蛋白网络进行差异及整合分析。结果 通过分析获得了1 474个符合条件的DEGs,其中有502个基因上调,972个基因下调;GO分析显示DEGs主要参与细胞外基质组织及生长因子活性相关的生物学过程;KEGG分析DEGs主要富集在磷脂酰肌醇-3激酶（phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K）、转化生长因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β）和Wnt等经典信号通路上。结论 本研究首次着眼于结肠癌细胞中由O-型糖基化引起的转录组学变化,有助于揭示O-型糖基化修饰的结直肠癌分子特征,并为科学研究和临床治疗提供新的方向。     

肺癌遗传易感差异表达miRNA的筛选及生物信息学分析

目的 肺癌是目前我国死亡率最高的恶性肿瘤,发病率和病死率持续升高,且预后较差,患者的5年生存率小于15％,严重威胁人们的健康。筛选肺癌遗传易感差异表达的miRNA,分析差异表达的miRNA的靶基因功能,可为进一步研究miRNA在肺癌发生发展过程中的作用提供实验基础。方法 采用高通量测序技术检测海南地区汉族肺癌患者和对照患者血清中差异表达的miRNA,通过生物信息学方法预测差异miRNAs的靶基因,并对靶基因进行GO功能富集分析、KEGG信号通路分析和蛋白相互作用分析。结果 肺癌患者和对照患者共筛选出3个显著差异表达的miRNA (P<0.05,|log2 (Fold Change)|≥1) ,且均呈下调状态。差异表达miRNAs所预测的靶基因显著参与癌症通路、 轴突导向通路、代谢通路,NUFIP2、PLAGL2、IGF1R基因编码的蛋白在互作网络中具有重要作用。结论 海南地区肺癌患者和对照患者间存在3个差异表达的miRNAs,这些miRNAs可能通过调控癌症、轴突导向、代谢等信号通路,调节下游靶蛋白参与肺癌的发生过程。     

Alport综合征iPSCs差异性表达新小核糖核苷酸的分析

目的 构建Alport综合征(AS)与正常对照者(NC)诱导多能干细胞(iPSCs)新核糖核苷酸(novel microRNA)差异性表达谱,分析其靶基因功能。方法 采用前期工作成功从尿肾状杆细胞诱导成的iPSCs,运用高通量测序平台获得AS与NC的差异性表达谱,使用靶基因预测软件TargetScan进行靶基因预测,靶基因与参考基因比较后,在候选靶基因找到显著富集的GO条目及KEGG通路。结果 在AS与NC中发现49个有意义的差异性表达novel microRNAs,其中33个表达上调,16个表达下调。在GO靶基因富集分析中,靶基因主要富集于生物调节、生物新陈代谢、细胞组成、细胞信号传导、酶催化反应、分子转运等过程。在KEGG通路分析中,靶基因主要参与代谢通路、嘌呤代谢、癌症转录调节等过程。结论 来源于AS与NC的iPSCs存在较大的差异性表达novel microRNA,其靶基因在分子功能、细胞组成、生物过程起着重要作用。这些差异性表达的novel mciroRNAs与靶基因可能是AS发病机制的潜在位点。     

应用生物信息学筛选胃癌诊断和预后的生物标志物

目的：应用生物信息学方法分析和筛选与胃癌诊断和预后相关的生物标志物。方法：从GEO数据库下载胃癌的基因表达谱数据集GSE79973和GSE103236。通过在线工具GEO2R和韦恩图筛选两数据集重叠的差异表达基因(DEGs)。利用仙桃在线数据平台对DEGs进行GO和KEGG富集分析。通过STRING在线工具和Cytoscape软件构建DEGs的蛋白互作网络和识别hub基因。最后,使用GEPIA、仙桃、Kaplan-Meier Plotter在线数据平台对hub基因进行表达差异分析、受试者工作特征(ROC)曲线分析及生存分析。结果：GSE79973和GSE103236两数据集中有156个重叠DEGs,包括98个上调基因和58个下调基因。其中,上调差异表达基因(uDEGs)的GO富集分析主要与细胞外基质及胶原蛋白相关;KEGG富集分析与细胞外基质受体相互作用有关。通过STRING在线工具和Cytoscape软件从重叠DEGs中识别出10个hub基因,均为uDEGs。利用GEPIA、仙桃、Kaplan-Meier Plotter在线数据平台分析表明,hub基因在胃癌组织中均显著上调(P<...     

基于单细胞测序分析急性髓系白血病患者骨髓免疫微环境的特点

目的 通过单细胞测序技术分析急性髓系白血病(AML)患者骨髓免疫微环境的组成情况,探讨不同类型免疫细胞的不同亚群在AML发生发展中的作用。 方法 检索基因表达数据库(GEO)中符合条件的scRNA-seq数据集(GSE116256),利用R语言的Seurat包对数据进行处理,利用SingleR包并参考既往研究对细胞亚群进行注释,计算不同类型免疫细胞的比例,寻找AML患者与正常对照组存在差异的细胞亚群并计算它们的差异基因(DEGs),对DEGs进行基因本体功能注释(GO)和京都基因与基因组百科全书富集分析(KEGG),明确存在差异的细胞亚群在AML疾病进程中的作用。 结果 与正常对照组相比, AML患者的造血祖细胞、单核细胞、NK/T细胞、树突状细胞和B细胞的亚群比例均发生不同程度改变。通过对差异基因进行功能富集发现,AML的单核细胞、树突状细胞、B细胞以及T细胞的增殖、分化、免疫调控及对肿瘤细胞的杀伤功能出现不同程度损伤。 结论 AML患者与健康人的免疫微环境存在较大差异,这些差异可能与AML的发生发展关系密切。     

新型冠状病毒肺炎患者差异表达先天免疫基因及其与24种免疫细胞丰度的关系

目的 鉴别新型冠状病毒肺炎(COVID-19)患者外周血差异表达先天免疫基因并探讨其与24种免疫细胞丰度的关系。方法 从GEO数据库下载GSE161731表达谱数据集,采用GENCODE人类基因组GRCh38注释文件进行基因重注释,以校正后的P<0.05及|log₂ FC|>2为阈值筛选COVID-19患者与健康对照人群间的差异表达基因(DEGs)。采用InnateDB数据库中的人类先天免疫基因集鉴定差异表达先天免疫基因(DEIIGs)并采用Metascape平台进行GO和KEGG功能富集分析,使用ImmuCellAI平台预测24种免疫细胞丰度。结果 共筛选出88个DEGs,其中上调基因49个,下调基因39个,UCHL1、IFI27、PPARG、CCL2、IGF1、BIRC5、IGHG1是鉴别出的7个DEIIGs。GO分析富集于STAT受体信号通路、淋巴细胞活化的正向调控和细胞因子介导的信号通路;KEGG分析富集于癌症代谢途径。COVID-19患者外周血幼稚CD4⁺T细胞、辅助性T细胞1(Th1)和中枢记忆性T细胞(Tcm)丰度降...     

基于GEO数据库光损伤性皮肤病的生物信息学分析

目的 通过对紫外线照射后人皮肤表皮细胞基因芯片的生物信息学分析,获得光损伤性皮肤病的关键基因,探索其发病机制。方法 从GEO数据库中获取2个紫外线照射后人皮肤表皮细胞株HaCat的基因芯片数据集,第一个基因芯片数据集采用R软件筛选出显著性差异表达基因(DEGs),进行GO分析和KEGG通路分析,另一个基因芯片数据集也采用同样的方法筛选出DEGs,将两者DEGs取交集,进行GO分析和KEGG通路分析,最后构建蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI),通过筛选,获得紫外线损伤HaCat的关键基因。结果 GSE198792筛选获得的DEGs有486个(上调246个、下调240个),GSE138800筛选获得的DEGs有90个(上调33个、下调57个)。两者取交集筛选获得20个基因。GO分析显示这些差异表达基因主要与蛋白质转运、表皮生长因子受体信号通路的调控、I型干扰素信号通路的负调控以及对病毒的防御有关,KEGG通路主要与磷酸戊糖途径相关。筛选出了ISG15、IFI6、TKT、LAP3、SAMHD1、BAG3、ALDOC 7个关键基因。结论 通过生物信息学分析筛选出紫外线对人皮肤表皮细胞作用的关...     

基于多重生物信息学分析阿尔茨海默病的调控网络及相关机制

目的 基于多重生物信息学方法,分析与阿尔茨海默病(AD)相关的信号通路、关键基因、microRNA(miRNA)、转录因子(TF)等生物学信息,构建相关调控网络,以期阐释AD的内在机制。方法 根据纳入标准,从基因表达数据集(GEO)数据库中获取AD相关的高通量芯片数据集,并通过R软件对原始数据集进行预处理,应用limma数据包筛选差异表达基因(DEGs)。利用DOSE数据包对DEGs进行疾病本体(DO)富集分析,并通过可视化和集成发现数据库(DAVID)在线工具对DEGs进行功能注释和通路分析;随后使用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白互作(PPI)网络并筛选出关键基因,使用mirTarBase等数据库预测相关miRNA,使用Enrichr数据库预测相关TF,并利用Cytoscape构建miRNA-TF-mRNA调控网络。结果 获得数据集GSE48350和GSE132903并且筛选得到109个DEGs。DO富集分析显示DEGs主要与AD等神经系统疾病显著相关,基因本体(GO)功能富集结果包括化学突触传递等21项条目,京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析结果包括GABA能突触等8条信号通路。miRNA-TF-mRNA调控网络显示关键基因的mRNA与相关miRNA、TF之间具有一对多和多对一的复杂调控关系。结论 文章通过多重生物信息学,分析了与AD相关的信号通路、关键基因、miRNA、以及TF等生物学信息,建立了AD调控网络,为进一步探究AD的发生、发展机制提供了借鉴与思考。     

香青兰提取物治疗溃疡性结肠炎的网络药理学分析

目的:基于网络药理学探讨香青兰提取物治疗溃疡性结肠炎的作用机制。方法:利用数据库收集香青兰提取物和溃疡性结肠炎的靶基因,通过蛋白质互作网络(Protein-Protein Interaction Networks, PPI)网络分析以及中心网络拓扑筛选,对靶基因进行基因本体论(GO)功能富集分析、《京都基因与基因组百科全书》(KEGG)通路富集分析。结果:通过检索数据库共获得172个香青兰提取物活性成分治疗溃疡性结肠炎的潜在靶点,同时,利用PPI网络分析筛选出了关键治疗基因,并对蛋白质群进行了生物学功能注释,此外,KEGG通路富集分析表明香青兰提取物治疗溃疡性结肠炎时涉及消化、免疫系统反应和炎症反应的多条相关通路。结论:香青兰提取物中的活性成分具有多种生物学功能,可作用于多条炎症、免疫及癌症相关通路,具有多成分、多靶点协同作用的特点。     

基于生物信息学筛选并分析男性肝癌患者发病中的关键基因

目的 筛选男性肝癌患者中的差异基因并分析探讨其对不同性别患者预后的影响。方法 在GEO数据库中获取男性肝癌患者的基因表达数据,通过GEO2R在线工具获取差异基因(DGEs)并在DAVIAD数据库中进行GO和KEGG富集分析;STRING数据库中进行差异基因网络互作分析(PPI),结合Ctoscape插件Cytohubaba获取前10位的关键基因,并且在GEPIA、Kaplan-Meier plotter数据库中分析其对不同患者预后的影响。结果 从GSE19665与GSE84002中分别筛选出男性患者与健康对照者的差异基因并取交集,最终得到162个DGEs;使用DAVID网站对DGEs进行聚类分析,GO功能富集分析显示DGEs主要参与细胞分裂、胞外区、铁离子结合等过程;KEGG分析显示DGEs主要参与细胞周期、卵母细胞减数分裂、p53等信号通路;使用STRING网站对DGEs做PPI网络互作分析,并用Ctoscape软件的MCODE和CytoHubba两个APP从PPI网络中分解关键网络分析核心基因获取了10个关键基因(CDCA8,CCNB2,BUB1,KIF20A,DLGAP5,BIRC5,CDC20,CDK1,ASPM,TOP2A);使用GEPIA网站查询得知TCGA数据中的核心基因均高表达;使用Kaplan-Meier plotter网站分析,细胞周期蛋白B2(recombinant cyclin B2,CCNB2)和有丝分裂相关基因(abnormal spidle microtubule assembly,ASPM)两个基因高表达且与男性患者预后差相关。结论 与女性肝癌患者相比,CCNB2和ASPM的高表达与男性肝癌患者整体生存期显著相关,可作为男性肝癌患者早期诊断和个性化治疗的靶向分子标志物。     

KIAA0101调控胃癌细胞周期的相关基因筛选

目的筛选KIAA0101 基因对细胞周期影响的相关基因。方法以RT-PCR方法分析胃癌组织相对于配对癌旁组织中 KIAA0101基因表达量,利用DAVID数据库对差异基因进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,使用KEGG绘制通路 图,将与KIAA0101表达模式相关的基因列表回带入TCGA cBioPortal进行基因之间相互网络作用的关系研究,并借由系统生 成基因拓扑关系图。最后采用RT-PCR方法对候选基因进行筛选。结果癌组织中KIAA0101 mRNA表达水平为1.104±0.379, 显著高于配对癌旁组织（0.421±0.172;P=0.0179）。系统通过汇总分析全部基因探针的表达强度,对来自478 例组织中与 KIAA0101相关的基因进行了筛选。GO功能分析显示差异基因主要富集在蛋白磷酸化、RNA加工、细胞周期、DNA代谢过程、 蛋白质转运、乙酰化、细胞凋亡、蛋白质水解、氧化还原等功能。KIAA0101表达水平的改变主要影响的胃癌相关通路有：细胞周 期、剪接体、DNA复制、p53 信号转导通路等。KEGG通路图及基因拓扑图显示,BUB1B、MAD2L1、CDC45、CDK1、CCNE1、 CCNB2等与KIAA0101相关的基因也与细胞周期相关,RT-PCR结果证实BUB1B、MAD2L、CDK1、CCNE1、CCNB2 mRNA表 达水平显著高于配对癌旁组织（P<0.05）,CDC45 mRNA表达水平无显著性差异（P>0.05）。结论KIAA0101 可能通过影响 BUB1B、MAD2L1、CDK1、CCNE1、CCNB2 表达产生对细胞周期的影响,这个结果可以为KIAA0101 影响细胞周期的作用机 制、肿瘤标志物的筛选和药物靶点的选择提供参考。     

细胞S相激酶相关蛋白表达与胃癌的临床关系

目的　探讨细胞S相激酶相关蛋白 (S -phasekinase -associatedprotein 2 ,SKP2 )表达与胃癌的临床关系。方法　用免疫组化S -P法检测 69例胃癌中SKP2、p2 7KIP1 蛋白的表达。结果　SKP2蛋白表达率在胃癌中为 33.33% ( 2 3/69) ,而正常胃组织中为 1 0 .71 % ( 3/2 8) ,差异有显著性 (P <0 .0 5 )。SKP2蛋白阳性表达率与患者年龄、性别、肿瘤大小、部位无关 (P >0 .0 5 ) ,与肿瘤分化程度有关 (P <0 .0 5 )。SKP2与p2 7KIP1 表达呈显著负相关 (P <0 .0 1 )。结论　SKP2异常表达可加速细胞周期转化 ,促进胃癌的发生 ,泛素 -蛋白酶体途径可能在胃癌发生中扮演着重要角色。     

基于生物信息学筛选甲状腺乳头状癌相关预后基因

目的:通过生物信息学方法分析甲状腺乳头状癌预后相关基因,为后续实验提供理论基础,以便进一步研究甲状腺乳头状癌发生的可能机制。方法:利用生物信息学方法从癌症基因组图谱(the cancer genome atlas, TCGA)数据库中下载甲状腺乳头状癌和癌旁组织样本的RNA测序数据,通过差异分析获取差异基因;利用基因本体论(gene ontology, GO)和京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes Genomes, KEGG)进行差异基因生物学功能和通路富集分析;通过蛋白交互网络分析法(protein-protein interaction, PPI)筛选出关键基因;通过生存分析研究关键基因对甲状腺乳头状癌患者生存预后的影响。结果:在TCGA数据库中共筛选出甲状腺乳头状癌患者237例,其中甲状腺乳头状癌组织212例,甲状腺癌旁组织25例。通过差异基因分析后共筛选出715个差异基因;通路富集分析显示,神经信号转导活性、逆行内源性大麻素信号为主要的信号通路;通过PPI法共筛选出18个关键基因,包含9个上调基因和9个下调基因;通过生存分析发现高表达...     

生物信息学方法分析与宫颈癌有关联的基因

目的 通过TCGA和GEO数据库筛选与宫颈癌相关的关键基因,探讨其分子机制及临床意义。方法 通过TCGA和GEO数据库获取宫颈癌的基因表达谱数据,采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)获取宫颈癌与正常宫颈组织差异表达基因(DEGs),对DEGs进行富集分析、蛋白-蛋白互作网络(PPI)分析并识别关键基因,进一步对关键基因与预后及蛋白表达、以及与宫颈癌免疫浸润的关系进行分析。结果 通过TCGA与GEO数据库中共得到88个宫颈癌DEGs, GO分析发现大部分基因与核染色体减速分裂、核染色体分裂、染色体集缩、核染色体等相关;KEGG信号通路分析发现宫颈癌DEGs参与了细胞周期、DNA复制、卵母细胞减数分裂、p53信号通路、同源重组等信号通路。鉴定出20个宫颈癌关键基因,仅有丝分裂阻滞缺陷2样蛋白1(MAD2L1)低表达患者的总生存期(OS)长于MAD2L1高表达患者(P=0.013),但MAD2L1高表达患者的无病生存期(DFS)与低表达患者差异无统计学意义(P>0.05),宫颈癌组织中MAD2L1蛋白高于正常组织。TIMER在线软件分析显示,MAD2L1与肿瘤的免疫浸润水平均相关(...     

基于网络药理学探讨哮喘宁颗粒防治心理应激哮喘的作用网络与潜在机制

目的 运用网络药理学研究方法探讨哮喘宁颗粒防治心理应激哮喘的作用网络与潜在机制。方法 在中药系统药理学分析平台（Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP）、中药分子机制的生物信息学分析网络（Bioinformatics Analysis Tool for Molecular Mechanism of Traditional Chinese Medicine,BATMAN-TCM）等数据平台筛选哮喘宁颗粒的主要有效成分与靶点;并通过相关疾病靶点数据库检索心理应激哮喘的相关靶点;通过韦恩图得到哮喘宁颗粒与心理应激哮喘之共同靶点,利用Cytoscape 3.7.2建立"药物-成分-靶点"作用网络,然后使用STRING数据库进行化合物-疾病共同靶点的蛋白互作分析（protein-protein interaction,PPI）,运用Cytoscape 3.7.2的插件MCODE、cytohubba及拓扑运算后筛选关键靶点;利用David数据库进行基因本体（Gene Ontology,GO）分析和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）通路富集分析。结果 筛选出哮喘宁颗粒39个主要有效成分和121个交集预测靶点,心理应激哮喘靶点1 063个;通过韦恩图得到共同靶点72个,继用cytohubba插件及拓扑运算得到重要基因,通过MCODE筛选出基因互作模块,从而得到MAPK1、MAPK8、TNF、VEGFA、EGF、PTGS2、JUN、IL-6等交集靶点;通过GO和KEGG富集分析得知这些靶点涉及信号转导、细胞增生正调控、MAPK信号通路激活等生物学过程,神经活性配体受体相互作用、TNF、NOD样受体、Toll样受体、钙离子、T细胞受体、PI3K-Akt等信号通路。结论 哮喘宁颗粒可能通过多种有效成分作用于神经机制、免疫炎性反应、细胞增生等方面以综合调节"神经-内分泌-免疫"网络,从而防治心理应激哮喘。     

基于生物信息学分析的圆锥角膜相关Hub基因及其通路的鉴定

目的：明确圆锥角膜（KC）潜在的目标基因并探讨其潜在的病理机制。方法：从GEO数据库中下载GSE77938的基因芯片数据并进行生物信息学分析。GSE77938数据集包含50个样本,包括25例KC患者和25例正常对照者。采用Cytoscape软件进行GO和KEGG富集分析,并通过Cytoscape软件构建差异表达基因（DEGs）的蛋白相互作用（PPI）网络。结果：在KC中共鉴定出1 547 个DEGs,包括1 103 个上调基因和444 个下调基因。GO分析结果显示,上调的DEGs在生物过程（BP）中的1 220条通路中显著富集、细胞成分（CC）的黑素体的102条通路和分子功能（MF）的102条通路中显著富集。下调DEGs的富集功能在BP、CC和MF中分别为99、64和47个通路。KEGG通路分析显示上调的DEGs富集于72条通路,而下调的DEGs富集于8条通路。从PPI网络中鉴定出Hub基因TNF、JUN、IFNG、PTPRC、ICAM1、FOS、IL6、CXCL8、LCK、CSF2、MMP9、ITGAX、CD40LG和IL10,ClueGO分析发现这些基因涉及GO术语中的6 条显著通路和KEGG中的3 条通路。结论：所鉴定的DEGs和枢纽基因促进了对KC发生的分子机制的理解,其可能作为KC治疗的分子靶点和诊断性生物标志物。