卵巢浆液性囊腺癌差异表达基因的生物信息学分析

目的 通过生物信息学分析发现卵巢浆液性囊腺癌(OV)发生发展过程中的关键基因和信号通路.方法 从癌症基因组图谱和基因型组织表达数据库分别下载OV和正常卵巢芯片数据.利用limma包标准化处理并筛选差异表达基因.对差异表达基因进行基因本体论分析、京都基因和基因组百合全书通路分析和基因富集分析.使用STRING构建蛋白质相...     

基因突变导致的囊性纤维化及其疾病的研究进展

囊性纤维化(CF)是白种人最常见的常染色体隐性遗传性疾病之一,多是由于ΔF508缺失突变造成的,本文主要介绍了CF疾病以及现有治疗方法和对未来药物的展望.     

哮喘患者上气道基因表达谱芯片的生物信息学分析

目的:应用生物信息学方法对哮喘患者上气道基因表达谱芯片进行分析,进一步探讨其可能的发病机制。方法:从GEO(Gene expressionomnibus)数据库下载哮喘表达谱的芯片数据(GSE41861),利用R语言Limma软件包筛选哮喘患者与非哮喘患者鼻黏膜的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并对差异基因作基因本体论(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析。利用STRING在线数据库进行蛋白-蛋白相互作用(protein protein interaction,PPI)分析,并用Cytoscape软件及其插件NetworkAnalyzer进行可视化,寻找关键(Hub)基因。结果:共筛选出118个差异基因,其中包括93个上调基因和25个下调基因。对差异基因进行生物信息学分析,上调DEGs主要参与唾液分泌相关通路和结核相关通路,下调DEGs主要参与TGF-β相关信号通路。蛋白网络分析筛选出CDC5L、AR和ACTR2 3个degree得分>10的关键基因。结论:CDC5L、AR、ACTR2可能在哮喘的发生发展中起着重要作用,为研究哮喘的发病机制提供了新的策略。     

囊性纤维化跨膜传递调节因子在囊性纤维化诊疗中的作用研究进展

囊性纤维化是由囊性纤维化跨膜传递调节因子基因突变所致的一种常染色体隐性遗传病。因囊性纤维化跨膜传递调节因子基因突变导致其编码蛋白的功能出现不同程度的缺陷,进而引起外分泌腺功能紊乱,可累及呼吸、消化、生殖等多个系统。随着当前分子生物学技术及精准医学的进步与发展,基因诊断和治疗逐步成为当下医学研究的热点。     

肾纤维化相关关键候选基因的生物信息学筛选

目的 基于生物信息学方法分析肾纤维化小鼠模型的转录组测序数据并加以体内验证,寻找关键候选基因.方法 从GEO数据库下载转录组数据,挖掘单侧输尿管梗阻(UUO)2 d和UUO 8 d模型组中差异表达明显的基因,利用R软件包对筛选出的差异表达基因进行基因功能富集分析;采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)方法构建共表达模块,并对基因进行Cytoscape可视化分析,制作蛋白相互作用网络图(PPI);对中枢基因结合文献和功能分析,筛选出与肾纤维化进程相关度较大的基因行Real-time PCR mRNA水平检测,采用蛋白质印迹技术、免疫组织化学进行蛋白水平分析.结果 筛选出从急性肾损伤(AKI)进展至慢性肾脏病(CKD)病程中差异表达的1503个基因,基因集富集分析(GSEA)结果显示,这些基因主要富集在上皮细胞转分化与炎症应答信号通路等;通过WGCNA构建的4个基因共表达模块,筛选出与肾纤维化关系密切的20种中枢基因,从中挑选出的6个核心基因验证结果显示,RELB、υCAM1和Pdlim13种基因随着肾纤维化程度的加重,表达水平均明显上调(P<0.05).结论 RELB、υCAM1和Pdlim1可作为肾纤维化相关关键候选基因,为寻找CKD的早期诊断和治疗靶标提供新线索.     

儿童囊性纤维化1例并临床分析

目的通过分析1例囊性纤维化(CF)儿童的临床资料,提高对儿童CF的诊疗水平。方法结合文献分析2021年9月新疆石河子大学医学院第一附属医院儿科收治的1例CF患者的资料。结果患者,男,13岁,哈萨克族儿童,临床表现为慢性肺部疾病及胰腺功能不全表现,且病程中出现紫癜性肾炎表现。基于家系的全外显子组基因检测发现基因CFTR纯合变异:c.1521_1523deICTT,p.Phe508del(NM_000492),并通过一代测序验证。基于ACMG指南该变异可被判定为可能致病(Likely pathogenic)。结论提示对于有慢性肺部疾病病史,或有胰腺功能不全、咸味皮肤的患者,尤其是高加索人种,应尽早行CFTR基因检测和汗液实验明确诊断。     

宫颈癌关键基因及其机制的生物信息学分析

目的 通过生物信息方法挖掘宫颈癌的关键基因,分析其潜在作用机制。方法 从GEO数据库遴选5个基因芯片数据集(GSE63514、GSE64217、GSE6791、GSE89657和GSE9750),筛选宫颈癌差异表达基因。构建差异表达基因的PPI网络,利用Cytoscape筛选核心基因。对核心基因进行表达验证、启动子甲基化分析、基因拷贝数分析、免疫分析等。结果 通过数据集筛选出90个差异表达基因,利用PPI网络遴选出5个核心基因,分别为CDK1、CCNA2、CCNB1、CDC20和TOP2A。5个核心基因在宫颈癌中均为高表达,其mRNA表达水平与核心基因拷贝数值呈正相关(P<0.05);核心基因与宫颈癌的免疫细胞浸润有关,主要涉及CD8⁺T细胞、CD4⁺T细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞(P<0.05);与宫颈癌免疫分型有潜在关系,主要涉及C1型(创面愈合)、C2型(IFN-γ显性)和C4型(淋巴细胞消耗)。结论 CDK1、CCNA2、CCNB1、CDC20和TOP2A可作为宫颈癌新的生物学标志物。基因拷贝数改变可能影响核心基...     

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。     

基于生物信息学筛选并分析男性肝癌患者发病中的关键基因

目的 筛选男性肝癌患者中的差异基因并分析探讨其对不同性别患者预后的影响。方法 在GEO数据库中获取男性肝癌患者的基因表达数据,通过GEO2R在线工具获取差异基因(DGEs)并在DAVIAD数据库中进行GO和KEGG富集分析;STRING数据库中进行差异基因网络互作分析(PPI),结合Ctoscape插件Cytohubaba获取前10位的关键基因,并且在GEPIA、Kaplan-Meier plotter数据库中分析其对不同患者预后的影响。结果 从GSE19665与GSE84002中分别筛选出男性患者与健康对照者的差异基因并取交集,最终得到162个DGEs;使用DAVID网站对DGEs进行聚类分析,GO功能富集分析显示DGEs主要参与细胞分裂、胞外区、铁离子结合等过程;KEGG分析显示DGEs主要参与细胞周期、卵母细胞减数分裂、p53等信号通路;使用STRING网站对DGEs做PPI网络互作分析,并用Ctoscape软件的MCODE和CytoHubba两个APP从PPI网络中分解关键网络分析核心基因获取了10个关键基因(CDCA8,CCNB2,BUB1,KIF20A,DLGAP5,BIRC5,CDC20,CDK1,ASPM,TOP2A);使用GEPIA网站查询得知TCGA数据中的核心基因均高表达;使用Kaplan-Meier plotter网站分析,细胞周期蛋白B2(recombinant cyclin B2,CCNB2)和有丝分裂相关基因(abnormal spidle microtubule assembly,ASPM)两个基因高表达且与男性患者预后差相关。结论 与女性肝癌患者相比,CCNB2和ASPM的高表达与男性肝癌患者整体生存期显著相关,可作为男性肝癌患者早期诊断和个性化治疗的靶向分子标志物。     

Characteristics of Atmospheric Fine Particulate Matter(PM_(2.5)) Induced Differentially Expressed Proteins Determined by Proteomics and Bioinformatics Analyses

Objective To screen the differentially expressed proteins(DEPs) in human bronchial epithelial cells(HBE) treated with atmospheric fine particulate matter(PM_(2.5)).Methods HBE cells were treated with PM_(2.5) samples from Shenzhen and Taiyuan for 24 h. To detect overall protein expression, the Q Exactive mass spectrometer was used. Gene ontology(GO), Kyoto encyclopedia of genes and genomes(KEGG), and Perseus software were used to screen DEPs.Results Overall, 67 DEPs were screened in the Shenzhen sample-treated group, of which 46 were upregulated and 21 were downregulated. In total, 252 DEPs were screened in the Taiyuan sampletreated group, of which 134 were upregulated and 118 were downregulated. KEGG analysis demonstrated that DEPs were mainly enriched in ubiquitin-mediated proteolysis and HIF-1 signal pathways in Shenzhen PM_(2.5) samples-treated group. The GO analysis demonstrated that Shenzhen sample-induced DEPs were mainly involved in the biological process for absorption of various metal ions and cell components. The Taiyuan PM_(2.5)-induced DEPs were mainly involved in biological processes of protein aggregation regulation and molecular function of oxidase activity. Additionally, three important DEPs, including ANXA2, DIABLO, and AIMP1, were screened.Conclusion Our findings provide a valuable basis for further evaluation of PM_(2.5)-associated carcinogenesis.     

浸润性肺腺癌组织上调表达基因的筛选及验证

目的筛选及验证浸润性肺腺癌组织上调表达基因,寻找肺腺癌诊断和预后评估的新型分子标记物。方法收集经手术病理证实的浸润性肺腺癌患者6例,制作癌组织及相应癌旁组织基因表达谱芯片,进一步通过Geneontology、Pathway分析、标记物预测分析和基因网络关系分析方法对芯片数据进行处理,结合TheLungCancer数据库检索与肺癌发生相关的mRNA信息,筛选出浸润性肺腺癌组织上调表达基因。另收集经手术病理证实的浸润性肺腺癌患者97例,抽提癌组织及相应癌旁组织RNA,逆转录,设计芯片筛选出的上调表达目的基因引物,实时荧光定量PCR技术（qPCR）扩增目的基因,以PUM1为内参基因,获得各样本组织ΔCt值,与癌旁组织对比,分析103例癌组织目的基因表达情况。结果基因芯片数据结合数据库,初步筛选出浸润性肺腺癌组织14个上调表达基因,分别为SPINK1、ITGA11、TOX3、SPP1、MCM10、MMP12、COL11A1、SIX1、FOXA1、CLIC6、TMEM45B、GDF15、CEACAM1、ESR1。qPCR验证结果表明,与相应癌旁组织相比,SPINK1mRNA、TOX3mRNA、MMP12mRNA、CLIC6mRNA、TMEM45BmRNA在浸润性肺腺癌组织上调表达,差异均有统计学意义（P＜0.05或0.01）,而ITGA11mRNA、SPP1mRNA、MCM10mRNA、COL11A1mRNA、SIX1mRNA、FOXA1mRNA、GDF15mRNA、CEACAM1mRNA、ESR1mRNA在肺腺癌组织表达未见上调,差异均无统计学意义（均P＞0.05）。结论本研究成功筛选及验证SPINK1、TOX3、MMP12、CLIC6、TMEM45BmRNA水平在浸润性肺腺癌组织上调表达,提示可作为肺腺癌诊断和预后评估的新型分子标记物。     

基于MATLAB生物信息学工具箱构建分子系统发生树

分子水平的系统发生分析相对于经典系统发生方法更加科学、可靠.概述系统发生分析基础,详细介绍基于距离的系统发生分析方法,相关实验表明MATLAB具有强大的数据处理能力和方便实用的工具箱,便于系统发生分析的研究与应用.     

基于锦灯笼对白血病作用机制的网络药理学和分子对接技术的生物信息学分析

目的 基于网络药理学探讨锦灯笼（PCF）在白血病发生发展过程的作用,阐明其生物活性成分主要作用靶点和信号通路相关机制。 方法 利用中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）数据库以“锦灯笼”为关键词检索其生物活性成分及对应的潜在靶点,并采用蛋白质数据库（PDB）和小分子药物靶点预测在线平台（Swiss Target Prediction）网站对其潜在靶点进行评估预测。采用GeneCards、OMIM和DrugBank数据库以“Leukemia”为关键词对相关靶点进行检索。利用Draw Veen Diagram在线软件将PCF生物活性成分靶点与白血病靶点交集,得到的交集靶点即为PCF作用于白血病的靶点;利用基因/蛋白相互作用检索搜查工具（STRING）数据库获取交集靶点蛋白的蛋白-蛋白互作（PPI）网络信息并进行可视化处理;采用注释可视化和集成发现数据库（DAVID）对交集基因进行基因本体（GO）生物功能富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）信号通路富集分析,并利用Cytoscape 3.7.2软件对PPI网络进行拓扑分析筛选核心靶点和核心活性成分,采用 AutoDock 和PyMol软件进行分子对接验证。 结果 对TCMSP数据库检索结果进行筛选后得到6个PCF活性成分,收集PCF与白血病的共同靶点29个。GO富集分析主要涉及造血或淋巴器官的发育、蛋白代谢调控和细胞凋亡等生物进程;KEGG信号通路富集分析主要包括癌症通路、肿瘤坏死因子 （TNF）和T细胞受体 （TCR） 等信号通路。拓扑网络分析得到蛋白激酶B1 （AKT1）、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3 （Caspase-3） 等10个核心靶点,结合KEGG信号通路筛选出核心活性成分谷甾醇和禾本甾醇。分子对接,PCF活性成分谷甾醇与原癌基因 JUN及禾本甾醇与AKT1和Caspase-3对接能均<－6.0 kcal·mol^－1,表明对接较好。 结论 PCF的主要活性成分谷甾醇和禾本甾醇可能通过调控JUN、AKT1和Caspase-3等基因参与癌症通路和TCR等信号通路,进而影响白血病的发生发展。     

基于网络药理学和生物信息学的长春新碱治疗乳腺癌分子机制研究

<正>乳腺癌是发生在乳腺腺上皮组织的恶性肿瘤。根据肿瘤的分期和患者身体状况,可采用手术、化疗、内分泌治疗、靶向治疗及中医药辅助治疗等多种手段,而化疗方案中常用药物有蒽环类、紫杉醇类以及长春新碱等。长春新碱(vincristine,VCR)治疗乳腺癌具有较好的临床疗效^[1-3]。本文基于网络药理学和生物信息学方法,通过相关数据库筛选VCR治疗乳腺癌的靶点,分析其生物学功能和作用信号通路,从而探讨VCR治疗乳腺癌的分子作用机制。     

冠状动脉粥样硬化性心脏病患者心外膜脂肪组织的生物信息学研究

背景 心血管疾病（CVD）是常见病和多发病,患病率和死亡率呈快速上升趋势。动脉粥样硬化（AS是缺血性CVD的病理基础,研究表明心外膜脂肪组织（EAT）通过分泌外泌体（EXO）和生物活性物质促进AS进展,但其作用机制仍需进一步研究。目的 通过生物信息学方法挖掘冠状动脉粥样硬化性心脏病（CAD）患者EAT中的关键基因,探讨免疫细胞浸润情况,联合CAD患者EXO间差异表达基因（DEGs）推测EAT来源EXO间DEGs并进行验证,从细胞及分子水平上探讨EAT在CAD疾病过程中的作用机制。方法 从基因表达综合数据库（GEO）中下载关于EAT的数据集GSE64554、GSE120774,根据临床信息将EAT的测序数据分为CAD组和健康对照组,使用R语言及相关软件包进行生物信息学分析。首先使用R语言筛选CAD组与健康对照组EAT间DEGs,并进行GO富集分析和KEGG通路富集分析,构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络,评估所选基因的生物学功能及可能参与其调控的转录因子。构建GSE64554数据集中EAT的加权基因共表达网络（WGCNA）,获取同CAD表型相关的基因模块,将所获EAT间DEGs与模...     

Identification of drug candidate for osteoporosis by computational bioinformatics analysis of gene expression profile

Background

Osteoporosis is a condition of bones that leads to an increased susceptibility to fracture and consequent painful morbidity. It has become a major issue of life quality worldwide. However, until now, the molecular mechanism of this disease is far from being clear.

Methods

In this study, we obtained the gene expression profile of osteoporosis and controls from Gene Expression Omnibus and identified differentially expressed genes (DEGs) using classical t-test method. Then, functional enrichment analyses were performed to identify the dysregulated Gene Ontology categories and dysfunctional pathways in osteoporosis patients compared to controls. Besides, the connectivity map was used to identify compounds that induced inverse gene changes to osteoporosis.

Results

A total of 5581 DEGs were identified. We found these DEGs were enriched in 9 pathways by pathway enrichment analysis, including focal adhesion and MAPK signaling pathway. Besides, sanguinarine was identified as a potential therapeutic drug candidate capable of targeting osteoporosis.

Conclusion

Although candidate agents identified by our approach may be premature for clinical trials, it is clearly a direction that warrants additional consideration.     

A phase II study on safety and efficacy of high-dose N-acetylcysteine in patients with cystic fibrosis

Objective

We conducted a single-centre, randomised, double-blinded, placebo-controlled phase II clinical study to test safety and efficacy of a 12-week therapy with low-dose (700 mg/daily) or high-dose (2800 mg/daily) of NAC.

Methods

Twenty-one patients (ΔF508 homo/heterozygous, FEV₁ > 40% pred.) were included in the study. After a 3-weeks placebo run-in phase, 11 patients received low-dose NAC, and 10 patients received high-dose NAC. Outcomes included safety and clinical parameters, inflammatory (total leukocyte numbers, cell differentials, TNF-α, IL-8) measures in induced sputum, and concentrations of extracellular glutathione in induced sputum and blood.

Results

High-dose NAC was a well-tolerated and safe medication. High-dose NAC did not alter clinical or inflammatory parameters. However, extracellular glutathione in induced sputum tended to increase on high-dose NAC.

Conclusions

High-dose NAC is a well-tolerated and safe medication for a prolonged therapy of patients with CF with a potential to increase extracellular glutathione in CF airways.