基于生物信息学技术分析老年自发性脑出血的相关通路及关键基因

目的 基于生物信息学技术分析老年自发性脑出血的相关通路及关键基因.方法 2021年9—10月,从基因表达数据库(GEO)下载GSE24265数据集,从其中选取4个血肿周围区域样本作为实验组,相应的4个对侧灰质样本作为对照组.采用R软件及相关安装包进行数据预处理、差异基因的筛选和GO功能、KEGG通路富集分析及基因集富集...     

急性胰腺炎基因表达谱芯片的生物信息学分析及药物筛选

目的应用生物信息学方法筛选急性胰腺炎(AP)差异表达基因(DEGs)及相应的候选治疗药物。方法从基因表达数据库(GEO)中下载小鼠AP相关的高通量芯片数据集(GSE109227和GSE65146),使用GEO2R筛选DEGs。利用DAVID数据库对DEGs进行基因本体功能富集和通路富集分析。在String数据库中建立蛋白-蛋白相互作用关系(PPI)并利用Cytoscape软件进行可视化,筛选出子网络模块和关键基因。预测关键基因相关的miRNAs并通过比较毒物遗传学数据库(CTD)针对关键基因进行治疗药物的筛选。结果从高通量芯片数据集GSE109227和GSE65146中共筛选到130个上调基因和16个下调基因。DEGs主要参与炎症反应、中性粒细胞趋化、TNF介导的细胞反应、正调控基因表达等生物学过程,且参与细胞外基质受体相互作用、肌动蛋白细胞骨架的调控、白细胞内皮迁移、Focal adhesion等信号通路。在PPI网络中,共筛选出12个关键基因和6个子网络模块。miR-199a-5p、miR-1-3p等miRNAs可能作用于关键基因转录后调控。CTD数据库中筛选到染料木黄酮、白藜芦醇、槲皮素可降低关键基因表达水平。结论利用生物信息学方法筛选的相关基因可能在AP发生中具有重要作用,并可作为药物的筛选依据。     

基于生物信息学方法筛选结肠癌进展相关的枢纽基因

目的 利用生物信息学方法筛选结肠癌进展相关的差异表达基因(DEGs).方法 从GEO数据库下载GSE127069、GSE145626数据集,运用GEO在线分析工具GEO2R提取这两个数据集的原始数据,利用韦恩图在线分析工具筛选DEGs.利用基因功能注释在线工具DAVID对DEGs进行GO功能注释和KEGG通路富集分析;...     

应用生物信息学从铁死亡角度筛选治疗慢性肾脏病天然药物成分

目的：应用生物信息学从铁死亡角度分析筛选得到治疗慢性肾脏病(CKD)的天然药物及其有效成分,为CKD的治疗开辟新途径。方法：在GEO数据库中检索与CKD相关的符合筛选条件的数据库,并利用R语言的limma包获得CKD的差异表达基因(DEGs)。在FerrDb平台收集与铁死亡相关基因,将铁死亡相关基因与上述DEGs的交集基因构建蛋白互作网络,并对该网络进行拓扑学性质分析。再通过clusterProfiler、pathview等R包对交集基因进行功能富集分析(GO及KEGG)。最后利用symMap平台定位天然药物,并通过TCMSP找到天然药物所对应的小分子化合物及其所对应靶点后进行分子对接分析。结果：GEO数据库筛选出GSE66494和GSE120683数据集,通过limma差异分析后得到1 021个靶点。通过FerrDb平台收集得到与铁死亡相关靶点259个,取铁死亡与CKD差异表达共同靶点构建PPI网络与拓扑学性质分析可到关键靶点18个。GO及KEGG富集分析显示,CKD从铁死亡角度或与小分子分解代谢过程、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路传导等相关。symMap及TCMSP数据...     

非小细胞肺癌差异基因的筛选及预后分析

目的利用生物信息学方法分析非小细胞肺癌(NSCLC)基因表达谱芯片,筛选差异基因,分析其与预后的关系。方法从GEO数据库下载芯片数据(GSE19804、GSE27262、GSE18842),利用GEO2R软件筛选差异基因,通过基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)进行差异基因的功能及通路富集分析,用STRING数据库构建蛋白-蛋白相互作用网络,Cytoscape筛选出核心基因。Kaplan-Meier plotter数据库进行预后分析,采用实时荧光定量PCR(QPCR)检测目的基因在NSCLC组织中的表达。结果共筛选出401个差异表达基因,GO分析结果表明差异基因主要参与血管生成、细胞粘附、调节细胞增殖等生物学过程。通过Cytoscape软件筛选出29个核心基因。预后分析显示ASPM低表达患者的总生存期较高表达患者明显延长。QPCR显示ASPM在NSCLC组织中高表达,差异有统计学意义。结论ASPM在NSCLC组织中高表达,与患者的预后相关,可能是NSCLC潜在的治疗靶点。     

探索迪谢内肌营养不良及贝克肌营养不良与扩张型心肌病共同的基因特征和生物学机制

目的 通过生物信息学分析发现迪谢内肌营养不良（Duchenne muscular dystrophy, DMD）、贝克肌营养不良（Becker muscular dystrophy, BMD）与扩张型心肌病（dilated cardiomyopathy, DCM）之间共有的基因特征和相关的发病机制。方法从基因表达综合数据库（Gene Expression Omnibus, GEO）中下载DMD(GSE6011)、BMD(GSE13608)和DCM(GSE116250)的数据集。分别识别DMD与DCM、BMD与DCM的共同差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs）。并对共同的DEGs进行富集分析、构建蛋白质相互作用（protein-protein interactions, PPI）网络、筛选中心基因,并在GEO下载的数据集GSE109178(DMD、BMD)和GSE141910(DCM)中验证表达水平。构建关键转录因子-中心基因调控网络。结果DMD与DCM共有60个共同的DEGs。富集分析强调了细胞外基质结构成分、MHCⅡ类蛋白复合物结合、...     

基于铜死亡相关基因的慢加急性肝衰竭的机制研究

目的 探究铜死亡相关基因在慢加急性肝衰竭(Acute-on-chronic liver failure, ACLF)发生发展中的作用,从而进一步研究ACLF与铜死亡相关的发病机制。方法 从GEO(Gene Expression Omnibus, GEO)数据库中下载ACLF相关数据。利用R软件筛选GEO数据库中ACLF与慢性肝病对比的差异表达基因(Differentially expressed genes, DEGs)和铜死亡相关基因的取交集,对共同差异基因通过GSEA(Gene Set Enrichment Analysis,基因集富集分析)分别进行单基因GO/KEGG富集分析,对相关基因通路富集结果结合铜死亡代谢图绘制铜死亡相关ACLF机制图。结果 共筛选出3个关于铜死亡相关的ACLF差异表达基因(P<0.05),进一步分析得出与铜死亡相关ACLF发生发展机制。结论 通过生物信息学分析,筛选出可能参与ACLF发病机制的铜死亡相关基因和信号通路,以期为ACLF的发病机制的研究提供理论基础以及对ACLF的发生发展和治疗提供新的靶点和策略。     

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...     

基于生物信息学探讨与铜死亡相关的早、晚期动脉粥样硬化的差异基因及潜在标志物

[目的]通过生物信息学的方法筛选出与铜死亡相关的早、晚期动脉粥样硬化的差异基因,探讨其作用机制,并预测其潜在标志物。[方法]从GEO数据库中下载符合早、晚期动脉粥样硬化相关的信息(GSE28829和GSE43292数据集),进行标准化处理等,从文献中获得19个铜死亡相关基因,并对铜死亡相关基因进行差异分析、富集分析、共识聚类算法、主成分分析、免疫细胞浸润和筛选核心基因以找到其作用机制及潜在标志物。[结果]最终筛选出10个铜死亡相关差异基因表达,铜死亡相关差异基因相关性分析显示GLS与DBT呈强正相关(r=0.78,P<0.001),NLRP3与DBT、GLS呈强负相关(r=-0.62,P<0.001);铜死亡相关差异基因的GO富集分析显示,主要与铜离子输运、铜离子稳态等过程有关,且KEGG分析显示主要富集在铂耐药性、矿物质吸收、癌症中的中心碳代谢通路上。通过MCODE插件筛选出核心基因SLC31A1、MTF1、ATP7B和ATP7A 4种;免疫细胞浸润以M2巨噬细胞、M0巨噬细胞、静息CD4⁺T细胞和CD8⁺T细胞为主(P<...     

胃癌转导信号调控网络在胃癌发生发展中的相关性研究

目的筛选胃癌发生发展过程中的差异表达基因,构建差异调控网络。方法在本文的研究中,我们从公共基因表达数据库(GEO数据库)中下载胃癌相关表达谱数据GSE2685的基因芯片(7个正常组织样本,23个胃癌组织样本),筛选胃癌和正常胃组织的差异基因(P<0.05及差异值>2或<-2);计算差异基因与靶基因间的皮尔森相关系数(∣PCC∣>0.75),构建差异调控网络;GO富集方法分析差异调控网络基因的功能。结果在这个调控网络中,一些转录因子(TFs)和靶基因在之前的相关研究中已经被证实与胃癌相关。此外我们也发现一些新的转录因子和靶基因与胃癌相关。有效的整合以往的研究结果,让我们对应用转录调控网络识别胃癌相关基因的方法有了新的认识。结论基于转录调控网络的方法识别胃癌相关基因具有很好的应用价值。     

基于加权基因共表达网络分析探讨新型冠状病毒肺炎患者女性和男性的免疫机制差异

目的通过生物信息学方法筛选出患新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的女性和男性的差异基因, 寻找COVID-19男女患者间的免疫机制的不同。方法从GEO数据库下载3个COVID-19数据集(GSE152641、GSE157103、GSE157789), 在GSE152641中, 运用R软件进行差异基因分析和加权基因共表达网络分析, 将上述所得的基因进行功能富集分析、蛋白质相互作用网络分析以及免疫细胞浸润分析, 并使用cytoscape软件进行数据可视化, 用cytohubba工具筛选出核心基因LCK, 用皮尔森相关性分析分别分析在男性和女性患者中LCK与22种免疫细胞的关系, 在GSE157103数据集中验证LCK的表达及男女患者间免疫细胞浸润的差异。应用统一流形逼近与投影算法对GSE157789数据集中的单细胞测序数据降维, 分析LCK在男女患者全血中调节性T细胞的差异表达。结果在GSE152641数据集中共筛选出差异基因27个, 加权基因共表达网络分析关键模块基因382个, 两者的基因富集于淋巴细胞激活的调节、T细胞激活、淋巴细胞分化等生物学过程和功能中。同时这些基因在原发性免疫缺...     

缺氧诱导脂滴相关蛋白在糖尿病合并腹主动脉瘤中的表达

目的 通过生物信息学方法,寻找糖尿病合并腹主动脉瘤(AAA)患者中差异表达的基因,明确其功能,探讨发病机制.方法 从Gene Expression Omnibus(GEO)数据库中下载人糖尿病GSE21321和人腹主动脉瘤GSE7084数据集,以P<0.05及表达变化>2.0倍标准筛选差异基因.联合运用Gencript...     

基于生物信息学和机器学习鉴定验证溃疡性结肠炎诊断的生物标志物

目的 旨在通过生物信息学和机器学习寻找溃疡性结肠炎诊断的潜在生物标志物,并分析其免疫浸润特征。方法基于三个GEO数据库(GSE9452、GSE38713和GSE36807)的数据集进行分析,首先将数据集合并,用R软件“limma”包筛选溃疡性结肠炎与正常样本结肠黏膜组织的差异表达基因(DEGs),对DEGs进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集。采用最小绝对值收敛和选择算子(LASSO)和支持向量机-递归特征消除(SVM-RFE)筛选出关键基因。利用CIBERSORT对UC的免疫浸润特性进行了探索,并进一步分析关键基因与不同免疫细胞之间的关联。最后在不同探针平台的独立数据集(GSE13367)中验证关键基因的表达水平,采用受试者工作特性曲线(ROC)评估关键基因的诊断效能。结果GSE9452、GSE38713和GSE36807数据集共筛选出182个差异基因,包括55个下调基因和127个上调基因。功能富集分析表明DEGs主要参与体液免疫反应、含胶原蛋白的细胞外基质、细胞因子活性、细胞因子-细胞因子受体的相互作用等。通过两中机器学习算法及验证集验证,最终确立了DP...     

高血压合并心力衰竭相关基因的筛选、分析及验证

目的:筛选、分析高血压合并心力衰竭(心衰)的差异基因并通过实验验证。方法:从GEO数据库中搜索并下载与高血压合并心衰相关的mRNA芯片数据集GSE2116和GSE19210,使用R语言软件分析差异基因并筛选得到二者芯片共同的差异基因。通过Metascape对差异基因进行富集分析,运用STRING工具构建差异基因的蛋白互作网络,并使用Cytoscape分析其中的关键基因。最后构建高血压合并心衰的模型大鼠,并通过qRT-PCR检测关键基因在模型大鼠左心室组织的表达情况。结果:从芯片中筛选得到50个表达上调和32个表达下调的共同差异基因,功能分析显示其主要富集于炎症反应、氧化应激反应、PI3K/Akt信号通路和Toll样受体通路。构建蛋白互作网络并从中分析筛选得到10个关键的差异基因,qRT-PCR的结果表明除Lbp外其余9个关键基因的表达情况与芯片结果一致。结论:本实验应用生物信息学分析的方法筛选出高血压合并心衰相关的差异基因,并对其进行了功能分析和实验验证,为寻找与高血压合并心衰发生发展及治疗相关靶点的研究提供了新的思路。     

胰腺癌关键基因的筛选和分析:多数据联合生物信息学分析

目的 通过多数据联合生物信息学分析,明确候选基因与胰腺癌发生发展以及预后的相关关系.方法 从Gene Expression Omnibus(GEO)下载芯片数据集GSE15471、GSE16515、GSE28735,筛选差异表达基因.通过功能富集分析,利用STRING和Cytoscape软件构建蛋白质相互作用(prot...     

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...     

支气管肺发育不良中新型miRNA-TF-mRNA共调控网络的鉴定

目的筛选与新生儿支气管肺发育不良(BPD)发病相关的关键转录因子(TF)、微小核糖核酸(miRNA)和信使核糖核酸(mRNA), 并构建了调控网络。方法从高通量基因表达数据库GEO获取mRNA芯片数据集GSE108756, 筛选出的差异表达基因(DEGs)进行京都基因和基因百科全书(KEGG)、基因本体注释(GO)功能富集分析;参照HumanTFDB数据库获取与DEGs对应的TF后利用cytoHubba插件筛选出degree值前10的Hub TF;通过hTFtarget数据库找出Hub TF中7个TF所对应的靶基因;在GSE108756中获取7个TF及其靶基因所对应的探针表达量后做相关性分析, 筛选出最终纳入研究的6个Hub TF及所对应的正相关TF-mRNA关系队;利用Targetscan Human数据库获取靶向调控6个Hub TF的miRNAs, 并与miRNA芯片数据集GSE166762差异miRNAs取交集后匹配出负向调节的miRNA-TF关系队, 最后构建BPD患儿潜在miRNA-TF-mRNA调控网络, 进一步筛选出关键miRNA、mRNA。结果共筛选出201个差异表达基...     

应用生物信息学方法筛选与早期胃癌预后相关的核心基因

目的 应用生物信息学方法筛选与早期胃癌预后相关的核心基因.方法 以"early gastric cancer,Homo"为关键词,从GEO数据库中下载人类早期胃癌基因芯片数据集(GSE3438、GSE55696).利用GEO2R在线分析工具筛选早期胃癌组织与正常胃组织的差异表达基因(DEGs),采用维恩图确定GSE34...     

生物信息学筛选和分析非酒精性脂肪性肝病特征差异表达关键基因

目的:应用生物信息学方法筛选和分析非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）特征差异表达关键基因。方法:GEO数据库中下载NAFLD相关的表达矩阵GSE89632,使用Limma包筛选健康样本、脂肪变性（SS）样本和非酒精性脂肪性肝炎（NASH）样本差异表达基因（DEGs）,WGCNA分析输出模块基因;模块基因与差异基因取交集确...     

锯齿状息肉病综合征的关键基因与潜在治疗药物的生物信息学筛选

目的 基于生物信息学方法利用GEO芯片数据库分析锯齿状息肉病综合征(serrated polyposis syndrome,SPS)的关键基因,探索SPS的分子调控机制及潜在的治疗药物.方法 从GEO数据库下载GSE19963数据集,利用GEO2R分析SPS组织样本和正常结肠黏膜组织样本的表达数据,利用DAVID数据库...