基于GEO数据库的肥厚型心肌病差异表达基因分析

目的 基于基因表达综合（GEO）数据库，采用生物信息学方法挖掘肥厚型心肌病相关的差异表达基因（DEG），为肥厚型心肌病的临床治疗提供新思路。方法 从GEO数据库中筛选肥厚型心肌病患者和正常对照者的基因数据集芯片GSE68316和GSE148602，应用RStudio软件和GEO数据库基因表达分析工具（GEO2R），以|log2FC|≥1且P <0.05作为筛选标准，筛选数据集中的DEG。选取2个数据集中差异表达最显著的上调和下调基因各10个，分别绘制热图。通过R语言完成关键DEG的基因本体论（GO）以及京都基因和基因组数据库（KEGG）分析。结果 在GSE68316数据集中共筛选出247个DEG，包括125个表达上调的DEG和122个表达下调的DEG；在GSE148602数据集中共筛选出157个DEG，包括44个表达上调的DEG和113个表达下调的DEG。KEGG和GO分析中存在多条通路的富集。结论 通过生物信息学方法，可以有效挖掘肥厚型心肌病DEG，为后续治疗提供新策略。     

基于生物信息学筛选脓毒症中性粒细胞活化的关键基因

目的基于生物信息学筛选脓毒症中性粒细胞活化的关键基因。 方法从GEO数据库中下载4个成人脓毒症芯片数据集(GSE69528、GSE28750、GSE57065、GSE95233),进行差异表达基因(DEG)筛选。基因本体论(GO)分析DEG,STRING数据库构建蛋白互作网络,Cytoscape软件提取关键基因,CIBERSORT算法估算数据集中的免疫细胞表达水平,ROC曲线评价关键基因对脓毒症患者的诊断价值。取儿童脓毒症相关芯片数据集(GSE66099)进行验证。 结果4个成人脓毒症数据集筛选出299个重叠DEG,其中112个基因上调,187个基因下调。GO主要富集于中性粒细胞活化、中性粒细胞脱颗粒、肽酶调节活性、糖胺聚糖结合、特殊颗粒、囊泡腔等。筛选出脓毒症中性粒细胞活化的关键基因10个,在脓毒症中表达水平均上调,ROC曲线下面积均大于0.7,具有较好的诊断价值。儿童脓毒症数据集验证结果与成人脓毒症数据集结果一致。 结论基于生物信息学方法筛选出脓毒症中性粒细胞活化相关的10个关键基因,为脓毒症的早期诊断、预后判断及治疗提供了潜在新靶点。     

基于生物信息学筛选与鉴定宫颈癌的生物标志物微小染色体维持蛋白2

目的 应用生物信息学技术分析筛选影响宫颈癌预后的关键基因并深度挖掘基因功能.方法 从基因表达汇编(GEO)数据库下载宫颈癌微阵列数据集(GSE6791、GSE39001、GSE55940、GSE63678),合并和批量标准化后筛选差异表达基因(DEG).对DEG进行基因本体(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)...     

基于GEO数据库研究结肠癌的生物标志物

目的:通过生物信息学筛选出结肠癌中的关键基因,为结肠癌分子生物研究及早期诊断相关生物标志物筛选提供理论依据。方法:从GEO数据库中选择编号为GSE10950、GSE74602和GSE110224的基因芯片,利用R语言下载评估芯片质量,对样本进行规范化处理并筛选出差异基因(DEG),通过TCGA下载结肠癌的表达数据,验证DEG的准确性,通过DAVID在线网站对DEG进行GO分析和KEGG富集分析,通过STRING在线网站得到DEG的蛋白互作网络,利用Cytoscape软件筛选出枢纽基因(hub基因),Oncomine数据库从基因层面验证hub基因的表达,cBioPortal数据库分析hub基因在结肠癌中的突变情况,最后通过UALCAN及TCGA数据库评估hub基因在结肠癌诊断方面的价值。结果:通过GEO数据库共筛选出结肠癌132个DEG,经TCGA数据库验证后最终得到131个DEG,其中表达下调DEG 78个,表达上调DEG 53个,通过STRING、Cytoscape筛选出10个hub基因,选取排名靠前的DTL等4个hub基因进一步分析,最终证明了DTL、CCNA2、BUB1、KIF23基因在结肠癌中的高表达并可能作为早期诊断结肠癌的标志物。结论:通过生物信息学分析研究筛选出结肠癌的关键基因,并证明蛋白编码基因DTL、CCNA2、BUB1、KIF23有可能作为早期诊断结肠癌的生物标志物。     

脊髓损伤分子机制的生物信息学分析

目的:探讨创伤性脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)的分子机制.方法:从GEO数据库下载SCI组和假手术组GSE45006基因芯片数据,通过GEO2R在线工具筛选差异表达基因(DEG).使用DAVID和Web-Gestalt数据库进行DEG的功能富集分析.从STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作...     

骨关节炎的潜在生物标志物筛选及关键基因验证

目的本研究旨在通过生物信息学分析确定骨关节炎滑膜组织中的关键生物标志物。方法从GEO数据库中下载GSE12021、GSE55235和GSE55457,通过Bioconductor的LIMMA包鉴定差异表达的基因(DEGs),并进行功能富集分析。使用STRING构建蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI),用Cytoscape进行模块分析,筛选出关键基因,并在芯片数据集中验证表达情况。结果分析基因芯片GSE12021和GSE55235骨关节炎和正常对照组之间滑膜组织差异表达的基因并取交集,获得18个表达上调基因,43个表达下调基因;GO与KEGG分析发现差异基因富集在维生素C代谢、白介6信号通路等多个骨关节炎发生发展的重要通路;通过构建PPI网络筛选出了包括促进软骨细胞破坏、调节炎症、调节软骨稳态、调控软骨基质代谢的十个关键基因,在三个表达谱数据中验证了关键基因的表达。结论骨性关节炎与正常对照之间的关键基因分析可为理解骨性关节炎的发生发展和开辟新的基因治疗手段提供新的见解。     

阿尔茨海默病诊断标志物的生物信息学分析筛选

目的:筛选阿尔茨海默病(AD)的分子诊断标志物,并探究其在AD发生发展中的作用机制。方法:从GEO数据库下载整合正常人和AD患者4个脑区的转录组测序数据,根据其数据特征,构建4个脑区的基因表达谱。利用R软件分析正常人与AD患者4个脑区的差异表达基因(DEG),对筛选出的DEG进行GO功能注释以及KEGG通路富集分析。利用STRING数据库构建DEG的蛋白质-蛋白质相互作用网络,从中筛选出核心基因。采用R软件对核心基因进行Logistic回归分析,利用C指数筛选出具有诊断价值的模型,再利用ROC曲线分析评估该组合的诊断价值。结果:共筛选得到263个DEG。GO功能注释显示DEG主要涉及蛋白质结合、神经元投射、谷氨酸突触、神经系统发育等功能。KEGG富集分析显示DEG主要富集在代谢途径、突触囊泡循环、AD、亨廷顿病、柠檬酸循环等信号通路。Logistic回归和ROC曲线分析发现由ACTB、CAMK2B、IDH3G、NRXN3、PPP3CA、VIP组成的标志物模型具有较高的诊断价值,ROC曲线下面积(95%CI)为0.745(0.714～0.776)。结论:由6个基因组成的AD诊断组合标志物...     

CRC候选关键基因及潜在疗效中药生物信息学分析

目的生物信息学分析寻找大肠癌(CRC)生物标志及治疗CRC的潜在中药。 方法检索并分析GEO数据库CRC相关的3个基因芯片(GPL27956、GSE128435和GSE156355),对差异表达基因(DEG)行GO与KEGG通路富集分析,从DEG中筛选关键基因,根据受试者工作特征曲线(ROC)下面积(AUC)值评估关键基因的诊断效能,绘制生存曲线,通过Coremine Medical对关键基因进行中药预测。 结果共得到41个DEG,4个关键基因(CD27、NEIL1、NLRP3、PRKACB),其中CD27、PRKACB、NEIL1表达预测CRC组织类型的AUC分别为0.889、0.889和0.833,CD27表达水平与CRC患者总生存期呈正相关。筛选出虎掌南星、秦皮、人参花等可能为CRC治疗潜在的分子药物来源。 结论筛选出了CRC候选关键基因及其潜在疗效相关中药,为CRC临床治疗的新靶点及新药研发提供了方向。     

运用生物信息学方法探究肾上腺皮质癌的关键基因

目的:运用生物信息学方法筛选肾上腺皮质癌(adrenal cortical carcinoma,ACC)的差异表达基因,为ACC诊疗提供新的生物标志物。方法:从GEO数据库中选择基因数据集GSE14922、GSE19776、GSE12368,通过GEO2R工具在线分析,筛选出肾上腺皮质癌组织与正常肾上腺组织的差异表达基因。利用DAVID和STRING在线分析差异表达基因并构建蛋白-蛋白相互作用网络。运用Cytoscape软件筛选关键基因,使用GEPIA在线分析关键基因与ACC预后的关系。结果:共筛选出229个差异表达基因,其中上调基因51个,下调基因178个。分析显示其显著富集于细胞周期、P53信号通路,分子功能主要涉及细胞骨架蛋白组合、生长因子结合功能。MCC筛选出8个关键基因,分别是cyclinB1(CCNB1)、cyclinA2(CCNA2)、cyclin-dependent kinases (CDK1)、threonine-protein kinase BUB1 beta (BUB1B)、mitotic arrest deficient 2 like 1 (MAD2L1)、ri...     

基于生物信息学鉴定膝关节骨性关节炎滑膜炎性反应的关键基因和通路

目的：筛选和鉴定与膝骨关节炎(KOA)滑膜炎性反应有关的关键基因和通路,并探讨潜在的分子机制。方法：从Cene Expression Omnibus(GEO)数据库下载了两个基因表达数据集(GSE55235和GSE55457),使用RPA和R软件中的sva包对数据进行归一化处理。通过R软件limma包鉴定差异表达基因(DEG),并进行GO和KEGG通路富集分析。并通过STRING数据库构建DEG的蛋白-蛋白交互作用(PPI)网络,并使用Cytoscape软件进行可视化。结果：总共鉴定出279个DEG,其中包括133个上调基因和146个下调基因。GO富集的结果表明,DEG主要位于细胞外,主要参与了“免疫反应”,“细胞黏附”和“炎性反应”等生物学过程。KEGG通路分析表明,DEG主要富集在“类风湿关节炎”,“TNF信号通路”,“破骨细胞分化”和“ECM-受体相互作用”等通路。前30位Hub基因包括白细胞介素(IL)-6、原始原癌基因(JUN)、CXC基序趋化因子配8(CXCL8)、血管内皮生长因子A(VEGFA)、核因子κB抑制剂α(NFKBIA)、基质金属蛋白酶(MMP)1、MMP9等。...     

通过miRNA‐TF‐mRNA调控网络揭示儿童1型糖尿病的潜在生物标志物

目的 通过miRNA-TF-mRNA调控网络来预测儿童1型糖尿病(T1D)的潜在生物标志物。方法 以基因表达综合数据库(GEO)的GSE33440数据集为基因表达阵列。利用R包微阵列数据线性模型(LIMMA)识别差异表达基因(DEG)、加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选最重要模块,共同基因(CGs)被确定为DEG和最重要模块中的基因的交叉点;对CGs进行GO、KEGG通路富集分析;通过miRNA-TF-mRNA调控网络预测潜在生物标志物。结果 识别出51个DEG和9个重要模块;筛选出了12个CGs; CGs富集在腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路以及胰岛素受体底物2基因(IRS2);在miRNA-TF-mRNA调控网络中miR-499b-5p可靶向IRS2,通过AMPK信号通路调节儿童T1D。结论 研究揭示了miR-499b-5p/IRS2可能被视为儿童T1D的潜在治疗靶点。     

基于GEO多发性肌炎芯片数据的生物信息分析

目的 利用生物信息学分析方法寻找多发性肌炎（polymyositis,PM）患者和健康人之间的差异表达基因（differentially expressed gene,DEG）,从基因水平探索PM的发病机制。方法 从公共基因芯片数据库GEO中下载3组基因表达谱数据：GSE26852、GSE39454和GSE48280,通过R语言筛选PM患者与健康人骨骼肌之间的DEG。通过基因本体论（genetic ontology,GO）、京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）对DEG的生物学功能进行富集分析。使用String数据库为已识别的DEG构建蛋白互作网络（protein–protein interaction,PPI）并将结果导入Cytoscape软件中进行可视化,使用分子复合物检测（molecular complex detection,MCODE）插件对PPI网络进行模块分析。结果 筛选出396个DEG,其中上调基因297个、下调基因99个。GO分析显示,DEG参与细胞活化,并介导免疫反应等过程;KEGG分析显示,DEG参与抗原加工和提呈信号通路等过程。利用PPI筛选出TYROBP、C1QB、C1QC、C1QA、IRF8、CYBB、LAPTM5、HLA–DRA、CD74、FCGR2B、CD53、IL10RA、AIF–1、VCAM1、CD44、B2M、CD163、HLA–DPA1、CCL5和FYB共20个关键基因,尤其是TYROBP和C1QB连接程度最高。结论 利用PM患者和正常人骨骼肌基因表达谱数据库,可筛选PM潜在的作用位点,补体系统的激活、细胞黏附过程和抗原的呈递过程均参与调控PM的发病,且PM患者合并肿瘤的发生可能与同种异体移植炎性反应因子–1高表达有关。     

生物信息学分析鉴定干扰素调节因子7作为早期糖尿病肾病免疫损伤枢纽基因的研究

目的 分析糖尿病肾病(DN)中肾小管差异表达基因(DEGs)的生物学功能和潜在机制。方法 从NCBI-GEO数据库中检索获得GSE95376高通量测序数据,利用ARCHS4数据库及R语言软件相关程序包处理、分析并筛选出DEGs,应用CTD数据库搜索DN相关基因,最终筛选出CTD数据库与NCBI-GEO测序数据共有的差异表达基因(co-DEGs)。应用Cytoscape软件构建co-DEGs编码蛋白质的相互作用网络及模块分析,并利用DAVID 6.8在线生物信息数据库对co-DEGs进行京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genesand Genomes, KEGG)通路和基因本体论(GO)富集分析。将富集在Module-1的基因与富集在免疫反应集群中的基因进行维恩图分析,鉴定出免疫应答核心基因群,应用cytoHubba插件筛选出最关键的枢纽基因。通过体外细胞实验对枢纽基因进行进一步验证。对枢纽基因进行通路分析,绘制整合的信号通路图。结果 通过ARCH4数据库及R语言软件的limma软件包分析GSE95376数据集,发现早期DN小鼠的4个干预时间点有43...     

基于GEO数据库的心脏衰老相关生物信息学分析

目的 采用生物信息学方法探究心脏衰老的关键基因。方法 从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)中选择基因表达谱GSE8146。通过R软件进行相关分析,筛选出年轻小鼠与老年小鼠心脏中差异表达基因,利用DAVID 6.8在线分析工具对差异表达基因进行基因本体(Gene Ontology, GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)信号通路富集分析。基于STRING在线数据库进行蛋白互作(protein-protein interaction, PPI)网络分析获得关键基因。结果 共筛选出55个差异表达基因,其中上调基因22个,下调基因33个。差异表达基因显著富集于脂质代谢、脂肪酸代谢等过程,参与了过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators-activated receptor, PPAR)、腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine 5′-monophosphate-activated protein kinase, AMPK...     

加权基因共表达网络分析鉴定阻塞性睡眠呼吸暂停的关键基因

目的 利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)鉴定阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)相关的共表达基因模块与关键基因。方法 从GEO数据库中下载OSA的全基因组表达数据集GSE135917,R语言对数据归一化处理后,利用WGCNA法构建共表达网络,结合临床信息识别与OSA显著相关的模块,利用Cytoscape软件对关键模块内基因进行功能富集分析、蛋白相互作用分析,可视化筛选关键基因,最后在GSE38792数据集中初步验证关键基因。结果 在GSE135917数据集中Turquoise模块与OSA相关性最高(r=-0.98,P=0.000),模块内基因主要富集于嗅觉传导、神经活性配体-受体相互作用等生物学过程。经蛋白相互作用分析发现关键基因为下调基因SLC2A2、PRL、SST,GSE38792数据集中关键基因表达情况与GSE135917分析结果一致,ROC分析显示3个关键基因均具有良好的识别能力。结论 利用WGCNA法筛选出的3个关键基因有望为研究OSA的发生、发展过程提供新的视角。     

基于生物信息学的非酒精性脂肪性肝病关键基因筛选及实验验证

目的:探索非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）潜在的关键基因和microRNAs(miRNAs)。方法:从美国国立生物技术信息中心（NCBI）公共基因芯片数据平台（GEO）数据库下载两个基因表达谱芯片（GSE96936和GSE62267）,利用GEO2R在线工具筛选出NAFLD组与正常对照组的差异表达基因（DEGs）,对DEGs进行GO和KEGG信号通路富集分析,进一步应用STRING数据库构建蛋白质—蛋白质相互作用（PPI）网络,用Cytoscape筛选出关键基因。构建NAFLD小鼠模型,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证筛选出的关键基因,利用NetworkAnalyst构建关键基因的靶向miRNAs。结果:总共鉴定出192个DEGs,GO分析显示DEGs生物学功能主要涉及5个KEGG通路,包括类固醇激素生物合成、补体与凝血级联、胆汁分泌、化学致癌、视黄醇代谢相关信号通路,结合PPI网络和CytoHubba的结果,筛选出Tyrobp、Hck、Ctss、Aif1、Fcgr1、Cd68、Cd53、Ly86、Fyb和Alox5ap 10个关键基因,通过RT-qPCR检测,发现与正常肝...     

基于GEO数据库分析睡眠剥夺影响肝代谢的核心基因及关键通路

目的：基于基因表达数据库(GEO)筛选睡眠剥夺影响肝脏代谢过程的差异基因(DEG),探究DEG的生物学功能及关键信号通路,探析睡眠影响代谢的分子生物学机制。方法：从GEO数据库中筛选出包含有睡眠剥夺和正常对照的基因芯片数据集,使用其自带的分析工具GEO2R,以P值(adj.P)＜0.05且|log2FC|≥1作为筛选条件对数据库中的DEGs进行筛选。同时运用DAVID数据库对DEGs行基因本体(GO)富集分析,运用Pathways行京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。最后,运用STRING平台构建蛋白质互作用网络(PPI),并运用来自Cytoscape3.8.2软件的cytohubba插件筛选所涉及的核心基因。结果：本次研究总共筛选出54个差异基因,上调基因有34个,下调基因有20个。GO分析结果显示,差异基因的BP主要富集在脂质代谢、类固醇代谢、甘油三酯合成正调节、昼夜节律、SREBP信号通路等,CC主要富集在细胞器、内质网膜、内质网、高尔基体等;MF主要富集在氧化还原酶活性、血红素结合、铁离子结合、跨模信号受体活性等;KEGG通路主要富集在PPAR通路、类固醇激素生物合成通路、癌症转录失调通路、视黄醇新陈代谢通路共计4条信号通路。通过STRING数据库及Cytoscape3.8.2软件共筛选出PPARG、SREBF1、FGF21、Lpin1等为此过程的核心基因。结论：利用生物信息学方法能有效筛选出睡眠剥夺影响肝脏代谢的核心基因和关键通路,为睡眠障碍和代谢失调性疾病的诊治提供了新思路。     

基于生物信息学分析动脉粥样硬化的关键基因及潜在中药

目的：基于生物信息学预测与动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)相关的关键基因及中药,为AS诊断、药物干预提供新思路。方法：从高通量基因表达(gene expression omnibus, GEO)数据库下载GSE13985和GSE6088的基因表达数据集,在AS和健康样本之间鉴定差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)。随后进行基因本体(Gene Ontology, GO)功能富集分析、京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)通路富集分析,并将筛选出的DEGs排列成蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络,利用COREMINE数据库对关键基因进行中药预测。结果：在GSE13985数据集中总共鉴定出2 135个DEGs(744个上调,1 391个下调),在GSE6088数据集中鉴定出1 725个DEGs(773个上调,952个下调)。富集分析涉及98个GO条目(52个BF,28个CC,18个...     

基于GEO数据库探究结直肠肿瘤相关基因及其功能

目的 利用生物信息学分析方法,结合GEO数据库,探讨获取结直肠肿瘤关键基因的差异表达情况。方法 使用GEO数据库分析结直肠肿瘤患者的肿瘤组织和正常组织基因表达数据,使用GEO2R筛选差异表达基因(differential expression genes, DEGs),利用David数据库对DEG进行基因本体论(gene ontology, GO)富集分析,获得DEG的分子功能、细胞组分和生物过程结果,利用基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)获取差异基因在疾病状态下的信号通路信息,构建差异基因间蛋白质相互作用网络,并使用Cytoscape软件对网络中的关键节点进行拓扑分析,筛选出结直肠肿瘤患者发生过程中的关键基因。结果 通过对GSE21510数据集的生物信息学分析,共鉴定到664个DEGs,其中结直肠肿瘤患者高表达基因234个,低表达基因430个。这些DEGs主要参与细胞分裂、RNA聚合酶II启动子转录正和负调控等生物过程,同时参与细胞核、胞质、细胞质、核浆、细胞膜等细胞成分组成,并参与蛋白质绑定、ATP绑定等分子...     

基于生物信息学方法分析颈动脉粥样硬化的关键通路和枢纽基因

目的 利用生物信息学分析初步探索颈动脉粥样硬化进展的枢纽基因和关键通路.方法 从GEO数据库获得颈动脉斑块的基因表达谱GSE43292数据集,利用GEO2R分析颈动脉斑块和正常组织的差异基因,利用R语言clusterprofile包对差异基因进行GO富集分析和KEGG功能富集分析.利用STRING工具和Cytoscape构建蛋白互作网络,并筛选关键基因.结果 GEO2R分析GSE43292数据集共含有97个差异基因,包括46个上调基因和51个下调基因;基因富集分析发现差异基因主要富集cAMP信号通路、色氨酸代谢、PPAR信号通路等相关通路.差异基因蛋白互作网络的枢纽基因为CD163、MMP9、CXCL10、CCR1.结论 CD163、MMP9、CXCL10、CCR1为颈动脉斑块形成的枢纽基因,可能为动脉粥样斑块的预后和治疗提供新的分子靶点.