基于GEO数据库筛选胶质母细胞瘤相关差异基因及信号通路

目的 使用基因表达谱数据库(GEO)快速筛选出与胶质母细胞瘤的发生、发展过程密切相关的差异基因及信号通路。方法 利用生物信息学分析方法在GEO数据库中选择GSE31262数据集作为主要分析对象,包括5个成人神经干细胞个体样本和9个胶质母细胞瘤干细胞个体样本。从这些样本中筛选潜在的差异基因,使用京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路分析与基因本体论(GO)富集分析对筛选到的差异基因进行对比。在STRING在线数据库(https://string-db.org/)中,对筛选出来的差异表达基因所编码的蛋白,构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)分析网络,从而进一步筛选确定评分水平最高的前10位基因。通过癌症基因图谱(TCGA)、免疫细胞浸润分析及受试者工作特征(ROC)曲线分析等方法,分析差异基因与胶质母细胞瘤预后情况的相关性及其诊断价值。结果 通过筛选GSE31262数据集得到差异基因共2 692个(上调基因1 182个,下调基因1 510个)。KEGG通路分析和GO富集分析的结果发现,上述差异基因主要涉及细胞器裂变、核分裂、胚胎器官发育、染色体分离、轴突生成、胶质细胞再生,主要参与细胞内...     

基于GEO数据库的产后抑郁症关键差异表达基因分析

目的 利用生物信息学分析方法筛选产后抑郁症与免疫相关的关键差异表达基因及相关信号通路。方法 从GEO数据库中下载GSE45603数据集矩阵数据,应用R软件limma包筛选差异表达基因,应用plot包对差异表达基因绘制火山图。运用metaspace软件构建差异表达基因的蛋白质-蛋白质互作网络。结果 获得了714个差异表达基因,包括149个上调基因及565个下调基因,形成4个与免疫相关的关键MCODE模块,鉴定出与产后抑郁症免疫相关通路的11个关键差异表达基因。其中,CD3G、CD8A、CD8B、ABL1、CCR7、CXCR6表达显著上调(P<0.05,logFC>0.5),而HLA-G、HLA-C、CCR1、SSTR2、LPAR2表达显著下调(P<0.05,logFC<-0.5),具有较高的诊断价值。结论 4个与免疫相关的关键MCODE模块可能在产后抑郁症中起关键作用,其中的11个关键差异表达基因可能是产后抑郁症潜在的生物标志物。     

基于GEO数据库筛选稳定性心绞痛患者外周血关键差异基因及诊断模型构建

目的 通过生物信息学方法对稳定性心绞痛患者外周血基因表达谱芯片进行分析,获取其外周血表达谱特征并筛选关键差异表达基因作为潜在的分子标记物并构建Nomogram诊断模型。方法 从NCBI中的基因表达综合（Gene Expression Omnibus,GEO）数据库中下载稳定性心绞痛患者和对照组的外周血基因表达谱芯片数据集GSE98583,使用R软件limma包筛选出具有显著意义的差异基因(differential expression genes,DEGs);利用clusterProfiler包进行基因本体(gene ontology,GO)与KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析;使用STRING在线分析工具构建蛋白交互网络和Cytoscape软件Cytohubba和Mcode插件筛选出关键基因;以关键基因为变量构建稳定性心绞痛Nomogram分子诊断预测模型。结果 通过比较稳定性心绞痛患者和正常受试者外周血基因表达谱,共筛选出303个差异表达基因,其中上调基因160条,下调基因43条;GO和KEGG分析表明,这些差异表...     

基于GEO数据库分析黄褐斑基因表达的差异性

目的 探讨基于GEO数据库分析黄褐斑基因表达的差异性,并对差异表达基因调控的功能通路进行分析。方法 将2021年4月作为时间截点,基于GEO数据库筛选黄褐斑相关基因表达谱,选择“chloasma”为筛选条件,“human”为物种类型。使用GEO2R对黄褐斑差异基因表达情况进行分析,并对通路富集情况做KEGG分析。使用蛋白间相互作用(PPI)找出关键基因及蛋白靶标,分析差异基因表达情况。结果 根据GEO数据库共筛选出差异基因34个,其中上调基因16个、下调基因18个。KEGG显示黄褐斑有13条显著差异性富集信号通路(P<0.05),主要与黑色素生成、多种信号通路、Gap连接等有关。GO功能分析显示前30个显著富集条目中,生物过程包括酶联受体蛋白信号通路、膜受体酪氨酸激酶信号通路等,细胞组分包括核内腔、核仁、细胞器内腔等,分子功能包括结合酶、依赖DNA的转录正调节等。STRING分析显示,在PPI网络中提取包含2 453种基因的核心网络中排名前5的基因为TYRP1、GDF15、MITF、NRF2和Beclin1,以上5个基因是黄褐斑患者表达的最关键基因,与黄褐斑的发病有关。结论 TY...     

基于GEO数据库筛选分析肌肉萎缩的相关靶点及通路

目的 通过生物信息学方法分析肌肉萎缩前后的差异基因和相关信号通路,探讨肌肉萎缩的发病机制及潜在治疗靶点。方法 从公共基因表达数据库(GEO)下载芯片数据集GSE148152和其注释平台GPL17586。先运用R软件中的limma包筛选差异基因,使用ggplot2和pheatma程序包对差异表达基因(DEGs)进行可视化分析。然后通过STRING数据库进一步筛选核心靶点,最后采用clusterProfiler GO和clusterProfiler KEGG软件包对核心靶点进行GO和KEGG富集分析。结果 通过对芯片数据集GSE148152中肌肉萎缩前后股外侧肌的肌肉样本进行分析性,结果共获得100个DEGs,其中上调基因为51个,下调基因为49个。在String数据库中,运用网络拓扑特征分析,再筛选出包括TNNT1、FOXO3、MSTN等在内的31个DEGs作为关键靶点。GO富集分析表明这些DEGs主要涉及细胞代谢过程;KEGG信号通路富集分析这些基因与代谢途径、过氧化物酶体增殖物激活受体、腺苷酸活化蛋白激酶等信号通路有关。结论 该次研究发现了肌肉萎缩发展中的潜在关键基因和通路,为今后的...     

应用生物信息学方法筛选结直肠癌关键基因

目的采用4个芯片数据集来挖掘结直肠癌差异基因,通过基因注释和蛋白相互作用网络构建找到关键基因。方法下载GEO芯片数据GSE4398、GSE21815、GSE32323、GSE44076,筛选结直肠癌和正常组织间差异表达的基因,采用R3.4.4软件进行数据处理和分析,通过取交集获得候选的差异基因,通过Funrich软件进行基因功能分析,通过String和Cytoscape软件进行基因编码蛋白的相互作用分析。结果通过差异基因分析并取4个GEO数据集的交集,一共获得430个差异表达基因,其中表达上调的基因277个,表达下调的基因153个。基因富集分析发现,表达上调的基因主要位于细胞核、细胞浆、微管、中心体和细胞外;主要参与纺锤体组装;主要参与调节趋化因子活性,在细胞周期、有丝分裂G1-G1/S期、M-M/G1期、G2/M期、DNA破坏关键节点及DNA复制等信号通路中富集。153个表达下调的基因主要富集在细胞外、参与代谢过程,发挥的分子功能主要是催化活性和配体依赖性核受体活性,下调基因没有富集在某条信号通路上。通过蛋白互作网络初步鉴定了CDK1、CCNB1、TOP2A、MAD2L1、TTK、BUB1B、AURKA、RRM2、UBE2C、ASPM等结直肠癌相关的关键基因。结论通过基因芯片结合生物信息学方法,发现了结直肠癌相关的关键基因,有助于明确结直肠癌发病的分子机制,这些关键基因也可作为结直肠癌的治疗靶点。     

基于加权基因共表达网络分析鉴定心房颤动发病的关键基因

目的 鉴定房颤（AF）发病机制中的关键基因（Hub Gene）。方法 从GEO数据库中下载GSE161450作为训练集筛选差异表达基因,并通过系统加权基因共表达网络分析（WGCNA）寻找与AF相关的模块和候选基因。将差异表达基因与WGCNA中的性状模块基因取交集,获取Hub Gene,而后对Hub Gene进行基因功能注解（GO）和蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）分析。结果 共构建8个具有强保守性模块,其中MEbrown模块与AF显著相关,并鉴定出5个Hub Gene,分别为：超极化激活环状核苷酸门控通道2(HCN2)、亲离子型谷氨酸受体5(GRIK5)、乙酰胆碱受体E(CHRNE)、钾向内整流通道亚族J成员2(KCNJ2)和热休克蛋白家族成员2(HSPA2)。此Hub Gene主要聚集于GO:0034702离子通道复合体（ion channel complex）,GO:1902495跨膜转运体复合体（transmembrane transporter complex）和GO:1990351转运体复合体（transporter complex）三个通路。结论 WGCNA分析鉴定出与AF...     

Wnt信号传导通路在阿尔茨海默病防治中的作用

目的 探讨Wnt信号传导通路在阿尔茨海默病(AD)防治中的作用,为临床治疗提供参考.方法 选取C57BL/6雄性小鼠80只,均为4个月龄,随机均分为正常对照组、假手术组、模型组和丹皮酚组,每组20只.正常对照组小鼠不进行处理;模型组、丹皮酚组的小鼠均通过骨窗向脑海马部位缓慢地注入纤维型Aβ1-42溶液10 μg/5μl,丹皮酚组再用丹皮酚注射液腹腔注射0.14mg·kg-1 ·d-1,持续21 d;假手术组仅按照同法注入等量的生理盐水进行假手术.21 d后,观察对比小鼠脑组织P53蛋白和Caspase-3的表达(免疫组化法)情况.同时比较各组剩余小鼠3个月、6个月、1年的生存情况.结果 模型组和丹皮酚组P53蛋白和Caspase-3表达明显高于正常对照组和假手术组,差异有统计学意义(P均＜0.05);丹皮酚组P53和Caspase-3表达低于模型组,差异有统计学意义(P均＜0.05).对照组和假手术组小鼠的存活率明显高于模型组和丹皮酚组,差异有统计学意义(P均＜0.05);丹皮酚组3个月、6个月和1年的存活率分别为70.0％、50.0％和30.0％,明显高于模型组小鼠的存活率(40.0％、10.0％和0),差异有统计学意义(P＜0.05).结论 P53和Caspase-3均参与并影响Wnt信号传导通路的转导,由于Aβ大量积聚在神经细胞内导致Wnt信号传导通路的抑制或反常活化,阻断了细胞信号向胞内的转导,导致AD.应用相应的药物(如丹皮酚)可以有效的改善Wnt信号传导通路的异常情况,这为临床治疗AD提供了新思路.     

针灸对阿尔茨海默病大鼠的治疗作用及相关信号通路研究

目的 研究针灸对阿尔茨海默病大鼠的治疗作用及相关信号通路。方法 取40只SD大鼠,随机分为对照组(正常大鼠,不处理)、假手术组(大鼠双侧海马CA1区注射等量生理盐水)、模型组(建立阿尔茨海默病模型)、干预组(建立阿尔茨海默病模型+针灸),每组各10只。取各组大鼠脑组织,经苏木精-伊红染色行病理学检查;比较各组大鼠脑皮层区Janus激酶2(JAK2)、信号转导子和转录激活子3(STAT3)和炎性细胞因子白细胞介素1 (IL-1)、白细胞介素6(IL-6)阳性细胞数比率;采用免疫印迹法检测大鼠脑皮层区JAK2和STAT3蛋白表达情况。结果 病理学检查提示,模型组和干预组大鼠均出现不同程度的病理改变,且干预组的病理损伤程度明显轻于模型组。模型组、干预组大鼠脑皮层区JAK2、STAT3、IL-1和IL-6阳性细胞数比率较对照组、假手术组均明显升高(P <0. 01);干预组大鼠脑皮层区JAK2、STAT3、IL-1和IL-6阳性细胞数比率较模型组明显下降(P <0. 01)。免疫印迹法检测可知,相比对照组、假手术组,模型组、干预组大鼠脑皮层区JAK2和STAT3蛋白表达水平均明显升高(P <0. 01);相比模型组,干预组大鼠脑皮层区JAK2和STAT3蛋白表达水平均明显下降(P <0. 01)。结论 针灸治疗可有效减轻阿尔茨海默病大鼠脑损伤,其原因可能在于针灸治疗可下调JAK2和STAT3蛋白表达,阻滞JAK2/STAT3信号通路的异常活化,抑制炎性细胞因子的表达,从而可抑制慢性炎症反应的进展,减轻病情程度,起到良好的治疗作用。     

基于GEO数据库对类风湿性关节炎相关基因筛选及生物信息学分析

目的　基于生物信息学筛选类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis, RA)的差异表达基因,并分析差异表达基因的生物学功能及其调控通路。方法　从GEO(gene expression omnibus)数据库检索并下载了基因芯片GSE94519,通过GEO数据库的在线分析工具GEO2R以P<0.05,|logFC>1.5|为条件筛选RA的差异基因,以DAVID6.8对筛选出的RA差异基因开展GO功能注释和KEGG信号通路富集分析。通过STRING在线分析工具和Cytoscape软件挖掘在RA生物学过程中发挥至关重要作用的关键基因。结果　该研究共发现差异表达基因278个,GO功能在生物学方面主要介导血小板脱颗粒、病毒过程、氧化还原过程和GTPase活性正调节的转导过程,在细胞功能方面主要参与胞外小体、胞浆、薄膜及细胞质的调控,在分子功能方面主要富集于GTPase活性、泛素蛋白连接酶结合、钙黏蛋白结合参与细胞之间的黏附。KEGG的分析RA差异表达的基因结果表明其主要的信号通路是调节氧化磷酸化以及帕金森病,在蛋白互作网络中筛选出10个Hub基因分别为ACTB,RHOA,PPBP,B2M,MT-CYB,PF4,CFL1,MT-ATP6,VCL和TPM1。结论　利用生物信息学和R语言能有效分析GEO数据库的原始基因芯片数据,获得芯片内在的生物学信息;通过关键差异基因分析不仅能识别目前已知的类风湿关节炎相关信号通路,还能发现一些新的通路或生物学过程。     

基于GEO 芯片数据的肝癌关键生物标志物的筛选与鉴定及生物信息学分析

目的 基于生物信息学分析方法,获取与正常肝组织具有表达差异、且与肝癌患者生存、病理参数密切相关的肝癌基因。方法 通过GEO 数据库获取三组肝癌芯片表达谱,利用GEO2R 鉴定肝癌组织与正常肝组织具有表达差异的基因;应用DAVID 数据库,富集差异表达基因;使用STRING 数据库及Scytoscape 软件,构建核心差异基因的蛋白质互作网络（protein-protein interaction,PPI）,并通过UCSC Cancer Genomics Browser 网站在TCGA 数据库中验证关键差异基因在肝癌中的表达情况;基于Kaplan Meier-Plotter 及UALCAN 在线分析工具,挖掘关键基因在肝癌组织中的mRNA 表达与临床病理参数的关系。结果 从三个芯片数据集中鉴定出74 个共同差异表达基因;这些基因显著富集在细胞外小体、细胞外间隙、氧化还原等生物过程;PPI 网络分析共聚焦到15 个基因,其中8 个基因与肝癌患者的总生存率相关,5 个基因与肝癌的分级、分期相关。 结论 ANLN, ECT2, HMMR, KIF20A, NCAPG, PBK, RACGAP1 和ZWINT 等基因可作为肝癌诊断和治疗的候选靶点,为临床诊治提供新的思路。     

基于GEO数据库筛选胃肠道急性移植物抗宿主病相关基因及其致病机制分析

目的 筛选胃肠道急性移植物抗宿主病发生发展过程中的关键基因,探索其潜在致病及调控机制并初步评估其临床应用价值。方法 基于基因表达综合（gene expression omnibus,GEO）数据库下载异基因造血干细胞移植后患者直肠乙状结肠黏膜组织RNA-Seq数据集GSE168116,通过R软件limma包筛选胃肠道急性移植物抗宿主病患者黏膜组织表达水平上调基因;利用clusterProfiler包进行功能富集分析;基于String数据库和Cytoscape软件进行蛋白质互作网络构建及其关键子网络定位挖掘关键基因;通过Wikipathway插件进行代谢通路分析以探索其生物学功能。结果 在胃肠道急性移植物抗宿主病患者黏膜组织筛选表达水平上调基因132个;上述基因主要富集于机体防御反应、机体免疫系统相关进程以及细胞因子、干扰素及趋化因子相关免疫信号通路;在蛋白质互作网络中定位以STAT1,CXCL10,IFIT3,CXCL8,ISG15,OAS2,OASL,MX2,IFI44L及IFI6为核心基因的关键子网络;CXCL9,CXCL10和CXCL11等趋化因子配体编码基因广泛参与炎症发展进程...     

Shh信号通路与胚胎发育相关性的研究进展

Sonic Hedgelog（Shh）是Hedgehog（Hh）信号蛋白脊椎动物家族成员，Shh—Patched—Smoothened信号通路在胚胎的发生以及正常发育过程中起了重要的作用，特别与头面部、毛发、肢芽的形态发生以及神经管形成关系密切。本文就Shh信号通路在胚胎发育中的表达特征及其可能的作用机理做一概述。     

基于GEO数据库整合miRNA-mRNA表达谱筛选卵巢癌的关键基因分子及生物信息分析

目的　卵巢癌是妇产科恶性肿瘤死亡的主要原因之一,但其致病分子机制还未被清晰阐明。该研究通过整合生物信息学方法,旨在挖掘其潜在的关键基因分子及生物学功能,以便更全面地揭示其发病机制。方法　从GEO (Gene Expression Omnibus) 数据库下载miRNA和mRNA表达谱芯片集。通过R语言“limma”包筛选差异表达的miRNA和mRNA。通过FunRich软件对筛选的差异miRNA进行靶标预测,并与筛选的差异mRNA取交集得到共有差异基因。通过R语言“clusterProfiler”包对共有差异基因进行富集分析和通路注释以挖掘其生物学功能。 运用string数据库和cytoscape软件进一步构建miRNA-靶基因调控网络,并鉴定分子网络中的关键基因分子。结果　共筛选鉴定出167个共有差异基因。富集分析表明共有差异基因主要涉及细胞外组织、胚胎器官发育、突触后特化、胶原三聚体和DNA结合转录激活等生物过程;通路注释表明共有差异基因主要参与蛋白质的消化吸收和松弛素信号通路行为。分子网络分析筛选鉴定了10个候选关键基因,并发现miR-29c-3p,miR-1271-5p和 miR-133b抑癌分子与共有差异基因存在最广泛的靶向关系,处于调控中枢核心地位。上述关键基因分子在卵巢癌发生发展中扮演了重要角色。结论　该研究采用的系统整合方法学和鉴定的关键基因分子有助于揭示卵巢癌的潜在致病机制,也为卵巢癌的早期筛查提供新的候选标志物。     

阿尔茨海默病的关联基因与蛋白

阿尔茨海默病是最常见的一种神经系统退行性疾病，它以渐进性神经功能退化并伴随整体认知能力的下降。其发病的影响因素很多，本丈就阿尔茨海默病的关联基因与蛋白（淀粉样前体蛋白基因、早老素基因、载脂蛋白ε4基因、tau蛋白基因、泛素蛋白基因、巨球蛋白基因）等方面论述影响阿尔茨海默病发病的因素。     

阿尔茨海默病现Wnt信号通路及神经干细胞的关系

背景：阿尔茨海默病的病因涉及遗传、环境、免疫等多种因素和机制,大量研究表明Wnt信号通路与之密切相关,也有研究表明,Wnt信号通路对神经干细胞的增殖发挥着决定性作用.目的：对阿尔茨海默病的病理过程与Wnt 信号通路的关系以及 Wnt 信号通路与神经干细胞增殖分化进行综述,为阿尔茨海默病的治疗提供理论依据.方法：通过Pubmed数据库检索有关阿尔茨海默病病理过程与Wnt信号通路及Wnt信号通路与神经干细胞关联的相关文献,检索词为“Alzheimer’s disease、Wnt signaling pathway、NSCs、stem cel differentiation、amyloid-βprotein、Protein Tau”.纳入与阿尔茨海默病和Wnt信号通路相关的文献,排除重复性研究,保留50篇文献进行综述.结果与结论：目前通过神经干细胞移植来治疗以神经元的缺失为特征的神经退行性疾病已成为研究的热点,而如何调控神经干细胞向特定神经元分化成为了研究的难点,信号转导在神经干细胞的分化中起重要的作用,其中Wnt信号通路是调节神经干细胞增殖及分化的细胞外的重要因素.Wnt信号通路的失活可以促进阿尔茨海默病的病理过程,相反激活Wnt信号通路可以保护海马神经元,同时促进神经干细胞的分化,为阿尔茨海默病的治疗提供新的思路.     

p53基因信号通路的新成员miRNA

p53基因是迄今发现的与人类肿瘤关系较为紧密的基因,几乎在所有的人类肿瘤中均存在p53信号通路的异常。野生型p53基因是肿瘤抑制基因,其功能主要在转录调节方面。微小RNA（microRNA,miRNA）是生物体内重要的非编码小RNA,通过与靶mRNA的互补配对而在转录后水平上对基因的表达进行负调控,导致mRNA的降解或翻译抑制。新近研究发现miRNA成为p53基因活化后下调某些蛋白表达的重要中间机制。本文就miRNA生物合成、功能及其在p53基因信号通路中的研究进展作一综述。