前列腺癌相关基因及功能的生物信息学分析

目的: 利用生物信息学方法和体外实验,寻找前列腺癌发生的关键基因。方法: 从GEO 数据库下载基因芯片数据 GSE60502,其中包括48例正常前列腺组织样本和47例前列腺癌组织样本。利用Morpheus(https:∥software.broadinstitute.org／morpheus／)在线工具分析前列腺癌组织和正常前列腺组织的差异表达基因,然后使用GCBI(https:∥www.GCBI.com.cn)在线进行差异表达基因的基因本体富集论(gene ontology,GO)分析、Pathway分析,对同时参与GO分析和Pathway分析的差异基因取交集,构建基因共表达网络和基因相互作用网络。最后通过CCK8实验进行验证。结果： 共筛选出6 903个表达差异的基因,差异最大的前15个基因中,有上调基因9个,下调基因6个,其中表达差异最大的基因为CRISP3。GO分析提示差异基因主要参与的分子生物学过程包括小分子代谢过程、信号转导、DNA依赖的转录过程、RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调节等。Pathway分析提示差异基因主要参与的通路包括PI3K-Akt信号通路、代谢途径、MAPK信号通路以及Wnt信号通路等。CACNA1A基因位于共表达网络的核心位置,而ADCY5、PIK3CB基因位于基因相互作用网络的核心位置。 体外CCK8实验证实下调CACNA1A表达可明显抑制前列腺癌细胞增殖能力。 结论： CRISP3、CACNA1A、ADCY5、PIK3CB基因可能是影响前列腺癌发生的关键基因。     

基于芯片数据的雌激素受体阳性乳腺癌他莫昔芬耐药相关基因分析

目的:从分子水平揭示激素受体阳性乳腺癌他莫昔芬耐药的机制,并寻找潜在的治疗他莫昔芬耐药的靶点。方法:从公共基因芯片表达数据库（GEO）中下载雌激素受体阳性乳腺癌的相关基因芯片数据GSE67916,利用GEO2R在线分析工具筛选他莫昔芬耐药性与敏感性乳腺癌的差异表达基因;并利用DAVID软件对所筛选差异表达基因进行相关功能及通路富集分析;通过STRING、Cytoscape等工具对其进行蛋白间相互作用网络的构建和分析。结果:筛选出438个差异表达基因,其中300个上调表达基因,138个下调表达基因。GO功能分析发现这些差异基因主要参与蛋白结合、细胞对雌激素的反应、免疫应答、细胞质及细胞外基质等分子功能及生物学过程;KEGG通路富集分析显示主要富集在MAPK信号通路和HIF-1信号通路等。STRING、Cytoscape分析显示MAPK1、ESR1、SMARCA4、RANBP2和PRKCA为潜在的关键节点基因,对其进行文献挖掘及分析显示与激素受体阳性乳腺癌他莫昔芬耐药相关。结论:利用生物信息学方法对他莫昔芬耐药与他莫昔芬敏感的雌激素受体阳性乳腺癌的差异表达基因分析,可有效发掘这些差异表达基因的相互作用,为雌激素受体阳性乳腺癌他莫昔芬耐药寻找新的治疗靶点提供新方向。     

经程序化冷冻的小鼠休眠胚胎的基因表达谱差异分析

目的探讨小鼠休眠胚胎经程序化冷冻后基因表达谱的变化及相关信号通路的改变趋势。方法采用Affymetrix基因芯片检测小鼠正常休眠胚胎和经程序化冷冻后的休眠胚胎的差异表达基因;采用GO分析和Pathway分析等生物信息学方法进一步了解相关信号通路的改变。结果经程序化冷冻后的小鼠休眠胚胎与正常休眠胚胎相比,存在228个差异表达基因,其中50个基因表达上调,178个基因表达下调。Pathway分析显示黏着斑通路、细胞外基质受体相互作用通路、肌动蛋白细胞骨架调节通路、细胞凋亡通路、细胞通讯通路、泛素介导的蛋白质水解通路、甘油磷脂代谢通路、小细胞肺癌通路、TGF-β信号通路、MAPK信号通路等基因差异表达变化趋势明显。结论小鼠休眠胚胎经程序化冷冻后会导致一系列基因调控变化,并可能影响多条信号通路的协同变化。     

脓毒症患者生存网络构建与预后关键基因筛选

目的 构建脓毒症患者生存网络与筛选预后相关的关键基因,为进一步研究影响脓毒症预后的机制奠定基础。方法 从GEO数据库中下载两个基因芯片数据集GSE54514和GSE63042,两个数据集通过对数均一化处理后筛选出共同差异基因(P<0. 05);共同的差异基因通过DAVID进行基因注释(GO)与信号通路富集分析,并通过蛋白-蛋白相互作用(PPI)数据库STRING构建生存网络图; GCBI基因雷达分析相互调控关系,位于网络核心的基因进一步结合患者的生存时间筛选出与患者预后的关键基因。结果 两个数据集共筛选出688个共同差异基因; GO注释与信号通路富集分析显示差异基因主要富集到细胞死亡与凋亡进程、胰岛素信号通路、细胞因子信号通路等;通过STRING分析筛选出96个相互联系紧密的基因构建出生存网络,这些基因均在生存组中表达增高,生存分析发现基因MAPK3、MBP、SPI1、STAT5A与患者的生存时间成正相关,且参与广泛的基因间调节作用。结论 生物信息学技术有助于脓毒症预后的关键基因筛选,基因MAPK3、MBP、SPI1、STAT5A与脓毒症患者的预后相关,有望成为其新的研究靶点。     

基于WGCNA筛选骨关节炎的生物标志物

目的 利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)探索骨关节炎(OA)发生发展中潜在的分子机制及其关键基因,寻找具有临床诊断和治疗意义的生物标志物。方法 从基因表达综合数据库(GEO)下载GSE114007、GSE57218和GSE169077数据集。利用R语言软件对GSE114007进行差异分析,将差异分析结果得到的差异基因(DEGs)再进行WGCNA构建表达模式不同的基因模块,对与骨关节炎最相关的基因模块进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析。利用STRING和Cytoscape构建蛋白互作网络(PPI),并用cytoHubba插件的degree算法筛选关键基因。结果 GSE114007共筛选出骨关节炎组与健康对照组之间的DEGs1752个,其中上调基因927个,下调基因825个;通过WGCNA构建了6个不同的基因模块,其中棕色基因模块与骨关节炎的相关性最高,共有281个基因;棕色基因模块的GO显著富集在T细胞活化、脂肪代谢、炎症反应等生物学过程,KEGG显著富集在MAPK信号通路、破骨细胞分化途径、mTOR信号通路等信号通路;从PPI网络筛选出DDIT3和B...     

基于生物信息学对老年耳聋靶基因的筛选

目的：利用生物信息学分析与老年耳聋相关的关键基因。方法：GSE49522基因芯片来自公共基因芯片数据平台（GEO），样本来源包括听力良好的年轻成年小鼠8只、重度老年耳聋小鼠5只。采用R语言筛选差异表达基因，利用DAVID数据库和Metascape对差异表达基因进行富集分析，进一步应用String数据库构建蛋白质相互作用网络，最后利用Cytoscape插件CytoHubba筛选关键基因。结果：听力良好的年轻组和老年耳聋组共筛选出173个差异基因，GO分析显示差异基因生物学功能主要涉及超氧阴离子生成的调控、免疫系统过程的负性调节、活性氧代谢过程的正向调控、淋巴细胞增殖、单个核细胞增殖、白细胞增生等；Metascape通路富集结果显示差异基因主要与氧化应激与氧化还原途径、IL-17信号通路、TGF-β信号通路相关。结论：根据生物信息学分析，筛选出10个基因Tyrobp、Fcgr3、Itgb2、Mpeg1、C1qb、C1qc、Ly86、Lyz2、Lyz1、Emr1，可能是老年耳聋的发生发展过程中的关键基因。     

肝癌相关差异表达基因的生物信息学分析及蛋白互作网络构建

目的 建立生物信息学分析筛选肝癌基因芯片差异表达基因的方法,助力肝癌发病分子机制的研究。方法 通过R语言软件分析肝癌芯片数据GSE45436中肝癌组织和癌旁组织差异表达的基因, DAVID软件对差异表达基因进行GO功能富集及KEGG通路富集分析,String和Cytoscape软件分析关键基因和模块。结果 共筛选出375个差异表达明显的基因,其中表达上调和下调的分别有99个和296个。差异基因功能分析主要涉及细胞周期、p53信号通路、补体途径、细胞色素P450代谢通路等。蛋白质-蛋白质相互作用（protein-protein interaction, PPI）网络显示拓扑异构酶Ⅱα (TOP2A) 可能与肝癌的发生发展最为相关。结论 本研究采用基因芯片结合生物信息学方法,构建了肝癌差异表达基因编码的蛋白互作网络。TOP2A可能是肝癌相关的核心基因。     

帕金森病黑质基因的生物信息学分析

目的 挖掘帕金森病黑质改变的关键信号分子,进一步阐明帕金森病发病的生物信息学基础。方法 在GEO数据库中下载并筛选帕金森病黑质的差异表达基因,利用STRING在线数据库构建蛋白与蛋白互作网络分析,运用Cytoscape筛选出关键基因,通过DAVID数据库平台对差异基因进行基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析。结果 下载得到基因芯片GSE20333的数据,获得63个差异基因,其中5个上调基因,58个下调基因。筛选出PIK3GG、P2RY10、LDHC、INADL等10个关键基因。GO分析显示差异基因主要富集在细胞外、细胞膜。KEGG分析主要设计催乳激素信号通路、造血细胞谱系和癌症中的胆碱代谢等信号通路。结论 本研究得出的关键基因和信号通路可能与帕金森病黑质改变的分子过程有关,为深入研究帕金森病的治疗提供理论参考。     

HOXB7调控NKX3—1促进大肠癌转移机制分析

目的分析HOXB7基因的过表达表达谱数据,探索HOXB7基因在大肠癌发生和转移过程中可能参与的分子机制。方法 主通过对HOXB7基因过表达的大肠癌细胞株对比空载对照组中表达具有差异的基因,进行转求因子结合位点富集分析,富集的转录因子结合位点与差异基因取交集,得到表达具有差异的转求因子结合位点,对具有此转录因子结合位点的差异表达基因进行共表达分析,明确这些基因可能具有的共表达特性,并对这些共表达基因对应的蛋白进行蛋白相互作用网络调控分析,明确这些基因可能参与的细胞信号通路。结果转录因子NKX3-1结合位点在HOXB7过表达的上调差异基因中的转录调控区域富集程度较高,且其本身为上调的差异基因,推测其可能在部分上调基因中具有调控作用。而NKX3-1基因与具有其转录因自结合位点的14个基因存在着共表达关系,且这14个基因所主导的细胞信号子网络主要参与肿瘤相关通路、Wnt信号通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路、细胞间连接、细胞与细胞外基质连接等与肿瘤发生及转移密切相关的信号通路。结论HOXB7基因可能通过调控NKX3-1基因促进大肠癌的发生和转移。     

女性糖尿病周围神经病变相关基因筛选及生物信息学分析

目的:通过对GEO数据库中糖尿病周围神经病变(DPN)相关基因芯片进行生物信息学分析,获取DPN关键基因及信号通路。方法:在GEO数据库中下载DPN相关基因芯片,利用R语言分析DPN女性患者与正常对照组的差异基因(DEGs)并进行可视化,根据基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)对差异基因进行注释,预测其功能与相关通路,利用STRING数据库构建蛋白质相互作用网络筛选核心基因。结果:分析芯片GSE95849获取差异基因4 746个,其中上调基因2 218个,下调基因2 528个。其中TFAP2C、ESR1、CX3CR1、FGL2处于蛋白质相互作用核心位点。结论:差异基因主要参与MAPK通路,通过血糖稳态、炎症作用、神经元发育等参与DPN发病过程,为DPN的诊断及治疗提供新的思路。     

尼洛替尼和伊马替尼对慢性粒细胞 白血病表达谱的影响

目的 探索尼洛替尼和伊马替尼对慢性粒细胞白血病（CML）细胞基因表达谱的影响,阐明酪氨酸 激酶抑制剂（TKI）抑制白血病的分子机制。方法 从在线基因表达数据库中下载表达谱数据集GSE19567, 利用BRB-ArrayTools 软件进行质量控制并筛选差异表达基因（DEGs ）,然后分别对差异基因进行GO 功能 富集分析、KEGG 通路富集分析、pathway 互作网络和基因互作网络分析。结果 共筛选出差异基因519 个, 其中177 个上调表达,342 个下调表达。GO 富集分析发现DEGs 主要涉及小分子代谢、血液凝固、转录调控、 细胞增殖与凋亡调控等生物过程,发挥的分子功能集中在蛋白结合、蛋白二聚化、序列特异性DNA 结合和 ATP 结合等。KEGG 富集分析发现代谢通路、PI3K-Akt 信号通路、Jak-STAT 信号通路和HIF-1 信号通路 等pathway 显著富集。网络分析挖掘出的核心基因有SHMT 2、CBS 、CTH 、HK 2,核心pathway 包括MAPK 信号通路、细胞周期和细胞凋亡等。结论 酪氨酸激酶抑制剂影响了CML 细胞代谢通路和信号转导通路的相 关基因,通过细胞周期阻滞和诱导凋亡等机制抑制白血病,为白血病的靶向治疗提供了基础。     

基于GEO数据库生物信息学方法分析子宫内膜癌相关基因和候选通路

目的：通过生物信息学方法分析与子宫内膜癌（EC）发生发展相关的关键基因和候选通路,探讨EC的发病机制和治疗靶点。方法：自公共基因芯片数据库（GEO）下载EC芯片数据集GSE17025和GSE63678,使用GEO2R在线分析工具和R软件筛选EC癌组织与癌旁组织的差异表达基因（DEGs）,并对DEGs进行基因本体论（GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）信号通路分析,采用String数据库进行蛋白质-蛋白质互作网络（PPI）分析,最后采用Cytoscape软件对PPI网络进行可视化并进行模块分析。结果：对芯片数据集GSE17025和GSE63678进行DEGs分析后共获取100个共同上调基因和106个共同下调基因。GO富集分析DEGs主要富集于有丝分裂染色体分离、核分裂和细胞器分裂等生物学过程;KEGG信号通路分析DEGs主要富集于细胞周期、miRNA、p53信号通路和2型糖尿病等信号通路。通过Cytoscape软件分析,PPI网络中细胞分裂周期基因20（CDC20）、极光激酶A（AURKA）、细胞周期蛋白B1（CCNB1）、泛素E3连接酶（DTL）、中心体相关蛋白55（CEP55）、细胞周期蛋白依赖性激酶1（CDK1）、驱动蛋白家族成员11（KIF11）、母体胚胎亮氨酸拉链激酶（MELK）、细胞周期蛋白B2（CCNB2）和苯并咪唑出芽抑制解除同源物蛋白1（BUB1）被筛选为关键基因。结论：细胞周期相关基因与通路调控网络的失调可能是EC发病的主要机制。     

LncRNA44372在卵巢癌中的差异表达及生物信息学分析

目的:探讨lncRNA44372在卵巢癌中的表达及其在卵巢癌发生发展过程中的作用机制.方法:从NCBI GEO数据库中下载卵巢癌样本及其对照样本的基因芯片数据GSE119054,选用在线工具CRN分析在卵巢癌中差异表达的lncRNA;利用在线工具Annolnc筛选与lncRNA44372有关的共表达基因,然后使用Dav...     

顺铂耐药卵巢癌的差异表达基因和信号通路富集分析

目的 分析顺铂耐药卵巢癌的差异表达基因和信号通路.方法 用美国国立信息中心NCBI的GEO数据库获得顺铂耐药卵巢癌基因集GSE15372, 通过R与Bioconductor软件进行差异表达基因分析;再利用DAVID在线工具对顺铂耐药卵巢癌差异表达基因进行GO本体分析、KEGG通路分析.结果 差异倍数在2倍以上、FDR值小于0.05为标准, 筛选出上调差异表达基因和下调差异表达基因获得差异表达基因211个, 其中上调基因120个, 下调基因91个;基因富集分析发现差异表达基因集中在黏着斑、TGF-β信号通路等生物过程 (P<0.05) .结论 顺铂耐药卵巢癌存在一些特异的差异表达基因, 有部分信号通路在顺铂耐药卵巢癌中明显富集.     

hsa-miR-145-5p在胰腺癌中的表达及生物信息学分析

目的 研究hsa-miR-145-5p在胰腺癌患者及正常人血浆中的表达模式,探究hsa-miR-145-5p作为胰腺癌诊断标记物的可行性。进一步阐明其在胰腺癌的发生发展过程中可能的调控机制。 方法 采用生物信息学方法进行hsa-miR-145-5p的靶基因预测及功能分析,选择miRanda、TargetScan和RNAhybrid三种软件预测hsa-miR-145-5p的靶基因并结合现有数据库筛选有实验数据支持的靶基因,进一步进行GO功能富集分析,KEGG Pathway富集分析和蛋白互作分析,研究靶基因功能。qPCR验证胰腺癌患者及正常对照组血浆中hsa-miR-145-5p表达。 结果 hsa-miR-145-5p序列在各物种间高度保守;预测其靶基因共得到8 679个,且有实验数据支持靶基因有1 408个;有实验数据支持的靶基因GO富集分析主要显著富集于胞内运输、基因表达调控、细胞内信号传导、细胞生长调控、能量代谢等生物学过程和功能上(FDR<0.01)。KEGG Pathway富集分析靶基因显著富集于p53信号通路、ErbB信号通路、MAPK信号通路、慢性骨髓白血病、膀胱癌、胶质瘤、前列腺癌、胰腺癌等(P<0.01),表明hsa-miR-145-5p在胰腺癌中有重要的调控作用。相较于正常组,患病组hsa-miR-145-5p表达下调。 结论 hsa-miR-145-5p调控多个肿瘤发生相关的基因,在胰腺癌发生相关的生物学过程中具有重要的调控功能,为胰腺癌miRNA标记物的研究提供了线索。      

长链非编码RNA在甲状腺乳头状癌中的表达谱分析

目的 长链非编码RNA (lncRNA)在肿瘤的发生和发展中起重要作用。本研究使用基因芯片技术筛选甲状腺乳头状癌中差异表达的lncRNA,并对这些lncRNA调控的靶基因进行预测和分析。 方法 本研究使用微阵列来研究3例甲状腺乳头状癌(PTC)和配对的邻近非癌性甲状腺组织中lncRNA的表达。基因功能通过GO (Gene Ontology,GO)和通路分析进行评估，并预测lncRNA潜在的靶基因。 结果 与邻近的非癌性甲状腺组织相比，共有855个差异表达lncRNA，上调195个，下调660个(FC>2，P<0.05)；2 370个差异表达mRNA，上调801个，下调1 569个(FC>2，P<0.05)。其中差异较大的lncRNA有23个，mRNA有79个(FC>4)。lncRNA-SLC34A2和它相关的mRNA GRCh38(NM_001177998)差异表达最为显著(FC=23.5)。差异表达的mRNA中显著富集的GO途径显示:一些与肿瘤有关，如“焦粘连”“ECM-受体相互作用”“MAPK信号传导途径”和“PI3K/AKT信号传导途径”。经过通路分析，42条信号通路在差异表达的转录后显著富集，其中“焦粘连”最为显著(P=8.499×10-7)并与47个差异表达基因有关。239个与其相关mRNA的lncRNAs可能与顺式调控有关。lncRNAs和mRNAs的位点之间的相对位置关系在基因的不同位点。 结论 本研究是甲状腺肿瘤相关的LNCRNA谱的补充，发现了一定数量的差异表达的LNCRNA，并预测其功能靶向基因和途径。今后，笔者将选择更多的样本，深化对lncRNA分子机制和生化功能的研究，为甲状腺癌的早期诊断和治疗提供新的准确方法。      

基于网络药理学的健脾解毒方抗结直肠癌的作用机制研究

目的 基于网络药理学和分子对接研究健脾解毒方的抗结直肠癌作用机制.方法 运用TCMSP、TCMID、ETCM数据库预测健脾解毒方有效成分及其作用靶点,利用GeneCards数据库检索肿瘤相关靶点,并进行药物-疾病靶点匹配.将共同靶点导入Cytoscape 3.7.2构建PPI网络并进行网络拓扑分析筛选关键靶点.通过R ...     

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。