痉挛型脑瘫双生子差异表达基因筛选及功能分析

目的 利用基因表达谱芯片筛选出痉挛型脑瘫双生子患儿差异表达基因。方法 选择痉挛型脑瘫—正常双生子两对作为研究对象,其中两例痉挛型脑瘫作为对照组,两正常儿童做为空白组。分别抽取各组受检者外周静脉血5 mL,用TRIzol法提取总RNA后采用Human Genome Array表达谱芯片筛选差异表达基因,利用DAVID生物软件对差异表达基因进行GO富集和KEGG通路分析。结果 筛选出13个特异性差异表达基因,这些基因主要参与了免疫、细胞分化、肌肉张力及蛋白翻译合成等调节。结论 痉挛型脑瘫双生子存在差异表达的基因,这些基因可能是痉挛型脑瘫表型发生发展的关键病机之一。     

Alport综合征患者尿肾状杆细胞诱导成多能干细胞系的建立

目的:从Alport综合征（AS）患者尿肾状杆细胞成功诱导成多能干细胞（iPSCs）。掌握建立iPSCs细胞系的技术与方法。方法:利用慢性病毒介导4种转录因子（Oct4,SOX2,Klf4,c-Myc）诱导从尿液中分离出的尿肾状杆细胞,建立诱导成干细胞样的克隆。挑选成功诱导的iPSCs克隆进行扩大培养,并对克隆进行免疫荧光检测,克隆形态观察,RT-PCR分析iPSCs细胞相关基因,体外三胚层分析及核型鉴定。结果:成功地从尿肾状杆细胞诱导成iPSCs,所获得的iPSCs可以表达人胚胎干细胞多能性分子标记,具有体外分化3个胚层的能力。在培养过程中能始终保持核型的稳定,并且能自我增殖、更新、分化。结论:Alport综合征患者尿液中的尿肾状杆细胞成功诱导为iPSCs,为今后研究AS提供了良好的细胞模型。     

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。     

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。     

基于网络药理学与分子对接探讨紫草素治疗乙型病毒性肝炎的作用机制*

目的: 通过网络药理学方法系统化探究紫草素治疗乙型病毒性肝炎的功效网络,并用分子对接技术进行验证。方法: 利用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)和药物靶标分析网站(Pharm Mapper)获取紫草素的有效化合物及作用靶点,利用在线人类孟德尔遗传数据库(OMIM)、人类基因数据库(GeneCards)、基因疾病关联数据库(DisGeNET)、毒性与基因比较数据库(CTD)获取乙型病毒性肝炎的疾病靶点,经靶点映射获取紫草素与乙肝的共同作用靶点,通过STRING数据库获取靶点之间的关系信息,应用Cytoscape 3.8.2做可视化处理,并通过R语言进行基因本体论(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。运用AutoDockTools完成分子对接。结果: 共获得AKT丝氨酸/苏氨酸激酶 1 (AKT1)、血清白蛋白(ALB)以及非受体酪氨酸激酶(原癌基因SRC),丝裂原活化蛋白激酶1 (MAPK1)、表皮生长因子受体(EGFR)等63个作用靶点,经GO富集分析得到1 779个生物学过程、41个细胞组分、108个分子功能,经KEGG富集分析得到79条相关通路,其中主要与PI3K/Akt通路密切相关。分子对接显示靶蛋白与主要化学成分结合能较强,结合力好。结论: 紫草素以多靶点、多通路的特点实现抗乙肝的作用,为后期实验验证提供依据。     

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。     

基于多能干细胞的Alport综合征的microRNA差异性表达与碱基编辑功能分析

目的 分析Alport综合征(AS)的诱导多能干细胞(iPSCs)全基因微小核糖核酸(microRNA)的表达谱,筛选出具有差异性表达的microRNA与发生碱基突变的microRNA.方法 收集1例AS患者与1例健康人的尿液,从尿液中分离尿肾脏管细胞,尿肾脏管细胞分化诱导成iPSCs.运用高通量测序方法对iPSCs的microRNA进行测序与表达量测定,比较分析两人microRNA的表达差异,寻找具有特异性的microRNA靶点.同时,将mi-croRNA序列与miRBase数据库(http://www.mirbase.org/)中已知成熟microRNA序列进行比对,比较两标本mi-croRNA碱基编辑数量,找出发生了碱基突变的microRNA.结果 在两人标本中发现30个microRNA具有显著的差异性表达,其中19个microRNAs表达上调,11个microRNA表达下调.has-miR-3117-3p的倍比值(log2 Ratio)为7.79,在表达上调的microRNA最具有特异性;has-miR-544b的倍比值为-9.09,在表达下调的microRNA最具有特异性.同时在两标本中共有208个microRNA发生了碱基突变,其中104个microRNA,AS患者发生碱基编辑概率比健康人大;77个microRNA,健康人发生碱基编辑概率比AS患者大.结论 AS患者与健康人肾脏组织中的microRNA存在差异性,AS发生碱基编辑引起基因突变的microRNA比健康人更常见.这些差异性表达的microRNAs与microRNA碱基突变的概率可能在AS发病机制中起重要作用.     

STIL对胃癌细胞基因表达谱的影响

目的 采用基因表达谱芯片联合生物信息学分析,初步探索STIL促进胃癌发生发展的分子机制。方法 采用靶向STIL的慢病毒ShRNA(ShSTIL)以及乱码序列ShRNA(ShCon)转染SGC-7901胃癌细胞系,提取总RNA,合成cDNA,反转录合成生物素标记的核酸探针,片段化后与全基因组表达谱芯片杂交,采集数据,利用生物信息学对差异表达基因(DEGs)进行基因本体(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)、转录因子调控和蛋白互作分析。结果 与ShCon组相比,ShSTIL组显著上、下调的基因分别为417个、87个(P<0.05,差异倍数>1或<-1)。GO和KEGG分析显示,DEGs位于胞浆、外泌体、高尔基复合体及生物膜,与泛素介导的蛋白水解、干细胞多能性调控及P53信号通路有关。KEGG通路相关基因、转录因子调控及蛋白互作联合分析显示,IGF1R、STUB1、SKP2、FOXO1位于网络的中心位置,可能与胃癌发生发展密切相关。结论 STIL可能通过互作激活E3泛素连接酶STUB1或SKP2,促进转录因子FOXO1降解,调控IGF1R表达,从而促进胃癌的发生发展。     

miR-186通过靶定CEA抑制宫颈癌细胞转移

目的:验证miR-186通过靶定CEA对宫颈癌细胞生物功能的影响。方法:利用表达谱芯片及荧光定量PCR验证miR-186在宫颈癌中的表达水平;通过Transwell及划痕试验阐述miR-186靶定CEA对宫颈癌细胞转移能力的影响;通过双荧光素酶报告基因方法验证miR-186对癌胚抗原(CEA)的靶定关系。结果:转移性宫颈癌组织中miR-186的表达水平较非转移性宫颈癌组织中偏低;在宫颈癌细胞中上调miR-186的表达水平并靶定CEA能够抑制其转移能力;荧光报告载体试验证实CEA为miR-186的靶基因。结论:miR-186抑制宫颈癌的转移,CEA为miR-186的靶基因。     

miR-4472的靶基因预测及生物信息学分析

目的应用生物信息学分析方法预测miR-4472的靶基因及信号通路。方法利用miRBase数据库分析miR-4472的物种保守性;利用Targetscan、miRDB数据库进行靶基因预测,再用DAVID数据库将miR-4472的预测靶基因集合进行基因本体（GO）功能富集分析及京都基因与基因组百科全书（KEGG）生物通路富集分析。结果miR-4472预测的交集靶基因共378个。GO分析结果显示,miR-4472的靶基因主要参与转录的正负调节、细胞凋亡、蛋白质磷酸化等生物过程（均P＜0.01）。KEGG信号通路分析结果显示,miR-4472的靶基因显著富集于PI3K-Akt信号通路、胰高血糖素相关信号通路、心肌细胞中的肾上腺素能信号传导通路、醛固酮的合成和分泌相关信号通路（均P＜0.05）。结论miR-4472靶基因富集的信号通路均与新生儿缺氧缺血性脑病密切相关,尤其是P13K/AKt信号通路。     

PR（＋）／PR（-）乳腺癌差异表达microRNAs潜在作用通路的生物信息学分析

目的通过对乳腺癌中与孕激素受体（PR）状态相关的microRNAs差异表达谱进行生物信息学分析,探讨microRNAs在PR表达状态中可能参与的调控机制,为深入研究乳腺癌不同分子亚型的分化提供新思路。方法利用文献挖掘方法找到与PR状态相关的microRNAs差异表达数据集,然后利用生物信息学方法（Targetscan软件和DAVID数据库）预测microRNAs的靶基因,再对靶基因进行基因本体论（GO）富集和通路分析。结果通过文献挖掘找到3个差异表达microRNAs数据集．生物信息学分析获得3个相应靶基因集和1个靶基因合集。靶基因的GO分类主要涉及细胞内的信号级联、蛋白氨基酸磷酸化、蛋白质甲基转移酶活性及转录因子活性等生物学过程及分子功能。通路分析发现3条KEGG信号通路和3条BIOCARTA代谢通路可能参与不同PR表达状态的调节。结论通过生物信息学方法,初步分析了microRNAs在不同PR表达状态中可能参与调控的信号和代谢通路,为进一步探索microRNAs在乳腺癌不同分子亚型分化的调控机制奠定基础。     

miR-182-5p在阿尔兹海默病的表达及生物信息学分析

目的探究miR-182-5p在阿尔兹海默病（AD）病人血清中的表达水平,并采用生物信息学方法对其进行靶基因预测及功能分析。方法从GEO数据库获取AD相关miRNAs芯片数据集GSE104514,利用GEO2R在线工具分析差异表达的miRNAs,选择差异最大的miR-182-5p进行深入研究。收集AD病人28例（AD组）及健康者15名（对照组）,应用实时荧光定量聚合酶链反应法检测血清中miR-182-5p的表达水平。通过miRBase数据库分析miR-182-5p在不同物种间的保守性;运用miRcode、miRDB、miRWalk和Target Scan数据库预测miR-182-5p靶基因,并取交集靶基因;应用DAVID和KOBAS数据库对miR-182-5p靶基因进行GO功能及KEGG信号通路富集分析。结果AD小鼠脑组织的miR-182-5p表达明显高于野生型小鼠（P < 0.05）,AD病人血清中的miR-182-5p表达量（2.022±1.225）明显高于对照组（0.486±0.442）（P < 0.01）;保守性分析显示miR-182-5p成熟体序列在不同物种间高度保守;在线数据库预测获得miR-182-5p潜在的交集靶基因共23个。GO富集结果显示,miR-182-5p靶基因主要参与于锌离子的结合、生物过程的负调控、杂环类化合物的结合、主要代谢过程的调节、GTPase的活性、膜的内在成分的组成、大脑的发育、部分细胞形态的发生、转移酶的活性、信号的调节、泛素结合酶的结合、耳蜗的发育、组蛋白H4-K16的乙酰化作用、咽系统的发育、神经元演化方向的规范、大脑皮层细胞的迁移、大脑皮层细胞的放射状定向迁移等多个生物学过程。KEGG分析结果显示,miR-182-5p靶基因主要参与肾集合管的酸分泌、醚脂类代谢、志贺菌病、细胞的黏附、细菌侵袭上皮细胞等5条信号通路。结论miR-182-5p在AD病人血清中高表达,其可能通过多条信号通路参与AD的发展过程。     

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。     

唐氏综合征胎盘差异miRNA表达谱分析： 基于全转录组测序分析技术

目的 通过筛选唐氏综合征胎盘中表达变化的miRNAs并分析具体生物学途径来探讨唐氏综合征新的标记物及其分子发病机制。方法 运用全转录组测序分析技术分析唐氏综合征确诊胎盘（DS,n=3）和产前诊断确诊正常胎盘（n=3）样本,筛选出显著差异表达的miRNA,通过miRWalk、Targetscan、miRDB软件预测其靶基因并进行GO和KEGG-Pathway功能富集分析。结果 测序分析共检出82个差异表达的miRNA。DS胎盘组织中有29个miRNA表达上调（变化倍数≥2,P<0.05）,15个miRNA表达下调（变化倍数≥2,P<0.05）;根据表达丰度共筛选出 4 个表达上调的 miRNA,6 个表达下调的 miRNA。其共同靶基因BTBD3、AUTS2均与神经发育相关。GO富集分析结果显示差异表达miRNA的靶基因主要富集到蛋白结合、水解酶活性、金属离子结合、转移酶活性、核苷酸结合、胞质组分、细胞核组分、转录调控、RNA代谢过程调控、DNA依赖性RNA聚合酶Ⅱ启动子转录调控、眼睛发育、感觉器官发育等。KEGG富集分析结果显示差异表达miRNA靶基因主要参与的信号通路包括肿瘤相关信号通路、PI3K-Akt信号通路、Ras信号通路、Rap1信号通路、细胞骨架调控信号通路、嘌呤代谢相关信号通路、P53相关信号通路。结论 miRNAs可能参与了唐氏综合征胎盘损伤和相关的妊娠病理,并可能对其他智力障碍相关疾病提供一定临床思路及对未来的预防治疗发挥重要作用。     

细胞因子/趋化因子在单纯疱疹病毒脑炎小鼠表达及生物信息学分析

目的 探讨单纯疱疹病毒脑炎(herpes simplex encephalitis,HSE)中细胞因子/趋化因子谱的表达情况,确定差异表达的因子及其相关的生物信息学作用.方法 单纯疱疹病毒1型(HSV-1)接种于Vero细胞,Reed-Muench法测定病毒滴度;实验组小鼠鼻腔接种HSV-1,建立动物感染模型,观察至接...     

近视小鼠巩膜成纤维细胞的基因表达谱:基于单细胞RNA测序的生物信息学分析

目的 利用单细胞RNA测序( RNA-seq)技术探索巩膜成纤维细胞在近视形成前后基因表达的变化探索巩膜成纤维细胞在近视中的作用机制。方法 将正常健康的C57BL/6J小鼠按随机数字法平均分为近视模型组与阴性对照组，6只/组。阴性对照组双眼前节无遮盖、近视模型组使用半透明眼罩行右眼形觉剥夺，实验开始及结束时均测眼轴，并单细胞捕获右眼巩膜成纤维细胞进行RNA-seq，筛选差异表达基因，使用GO功能分析和京都基因和基因组百科全书（KEGG）途径进行功能显著性富集分析。结果 近视模型组与阴性对照组比较，筛选出差异基因169个（P>0.05），112个上调基因和 57个下调基因，分子功能中71个GO项（P<0.05）。GO功能分析显示差异基因中有：白细胞聚集、分化以及细胞黏附等与炎症相关GO项；ATP代谢与结合，氧化还原过程、氧化应激反应、氧化磷酸化等与缺氧相关的GO项；蛋白质折叠、蛋白质转运以及蛋白质代谢过程的负调控、内质网、内质网腔、内质网应激等与蛋白质及内质网应激相关GO的生物学过程。KEGG分析显示差异基因显著的富集信号通路主要为与缺氧相关的三羧酸循环、氧化磷酸化、过氧化物酶体增殖物激活受体信号通路、氧化磷酸化等通路，与炎症相关的丝裂原活化蛋白激酶信号通路、白细胞跨内皮转运等，以及与蛋白质相关的帕金森氏病、亨廷顿病、蛋白质消化吸收等通路。结论 巩膜成纤维细胞在近视形成过程中出现功能障碍，与炎症、缺氧、蛋白质调节及内质网应激的相关基因表达和通路的调节有一定关系。