IL-17调控溃疡性结肠炎分子机制的生物信息学分析

目的 利用生物信息学方法分析溃疡性结肠炎(UC)的枢纽基因和关键通路。方法 通过基因表达数据库(GEO)下载UC表达谱芯片GSE134025。利用R语言的Limma包筛选UC组与正常组肠黏膜细胞差异表达基因，对这些基因进行GO和KEGG分析；利用STRING数据库构建蛋白互作网络(PPI)并将结果导入Cytoscape筛选出核心基因；利用KEGG mapper绘制核心基因所在的信号通路图。结果 筛选出190个差异表达基因，其中147个上调，43个下调。GO分析结果表明，差异表达基因主要涉及炎症反应、细胞增殖的正调控等生物学过程，主要富集于细胞膜、质膜等细胞成分，具有肝素结合、生长因子等分子功能。KEGG分析显示差异基因主要富集于趋化因子信号通路，细胞因子受体相互作用等相关信号通路。从PPI网络中筛选出10个枢纽基因：白细胞介素6(IL-6)、CXC趋化因子配体8(CXCL8)、CXCL10、CXCL1、CXCL9、膜联素A1(ANXA1)、IL-1β、CC趋化因子配体20(CCL20)、CXCL2、CXCL11,其中多个基因位于IL-17调控的信号通路下游。结论 发现了10个与UC发病...     

胃相关性疾病伴肠上皮化生差异表达基因及中药预测的生物信息学分析

目的：通过生物信息学方法筛选胃相关性疾病伴肠上皮化生（IM）的关键基因与通路,探讨其发病机制及潜在治疗靶点,进而预测治疗IM的中药。方法：从公共基因芯片数据库（GEO）数据库中下载包含IM患者的胃黏膜基因表达谱数据,利用Rstudio3.5.2筛选出IM组织与正常胃黏膜组织的差异表达基因（DEGs）;使用DAVID 6.8数据库对DEGs进行GO和KEGG富集分析;基于STRING数据库和Cytoscape 3.6.1软件构建蛋白相互作用（PPI）网络,明确关键基因及核心功能模块;通过将关键基因与医学本体信息检索平台（Coremine Medical）相对应,筛选治疗IM的中药。结果：纳入2个包含IM的基因芯片数据集GSE78523和GSE60427,将2个数据集中IM相关的DEGs取交集获得135个基因,其中上调基因90个、下调基因45个。GO分析结果显示,DEGs主要涉及消化、细胞增殖的调控、细胞间黏附、钠离子跨膜转运、钾离子转运、胆囊收缩素信号通路、单核细胞趋化性、白细胞迁移、细胞外泌体等功能。KEGG通路富集结果显示DEGs显著富集于胃酸分泌、氮代谢、肾素-血管紧张素系统、蛋白...     

糖尿病肾病肾小管病变关键基因的预测北大核心CSCD

目的:基于生物信息学探索糖尿病肾病(DKD)肾小管差异表达基因(DEGs)与相关信号通路,结合蛋白互作(PPI)网络分析与比较毒理基因组学数据库(CTD)筛选在DKD肾小管病变中发挥关键作用的基因。方法:选取基因表达公共数据库(GEO)中芯片数据集GSE30529与Karolinska肾脏研究中心RNA-seq数据集,采用R4.03软件的“limma”和“DESeq2”包分析两个数据集共有的DEGs,设定筛选阈值为差异倍数≥2,P<0.05。应用clusterProfiler包进行GO分析和KEGG信号通路富集分析,STRING数据库建立PPI网络,Cytoscape和CTD筛选DKD核心基因。结果:共得到277个DEGs,DEGs的GO分析主要表现于细胞外基质组织,涉及免疫反应、中性粒细胞激活、免疫效应调节等生物学过程。KEGG信号通路分析结果表明,吞噬小体、补体及凝血级联反应、趋化因子信号通路、糖尿病并发症AGE-RAGE信号通路及NF-κB信号通路参与DKD肾小管病变的发生、发展。通过PPI网络及CTD数据库联合分析筛选出CXCL1、CXCL8、CCL5、FN1及EGF共5个关键基因。结论:本研究从转录组水平对两个不同来源数据集进行联合分析,有利于了解DKD肾小管病变发生的潜在分子机制,为进一步研究提供了有意义的线索。     

腺病毒与新冠病毒合并感染的宿主表达差异化基因研究

目的 探究腺病毒与新冠病毒合并感染宿主基因的表达水平改变。方法 从GEO数据库中下载GSE68004和GSE17400表达谱芯片,分别筛选了腺病毒感染者与新冠病毒感染细胞中的表达差异基因并取交集,通过GO/KEGG通路和PPI网络分析寻找其中的核心基因和生物学过程,并挖掘了hub基因的上游转录因子及表达情况。结果 18个基因在腺病毒和新冠病毒感染中的表达水平上调,并参与了I型干扰素应答、细胞因子活化、病毒复制调控等生物学过程和分子通路。PPI网络鉴定出5个核心基因：OAS1、IFIT3、RSAD2、CXCL10和XAF1。转录因子IRF1、IRF7、STAT1和STAT2在病毒感染后的表达水平明显升高。结论 表达差异化基因主要富集在干扰素应答通路,提示免疫因素在腺病毒和新冠病毒联合感染中发挥了重要作用。     

绝经后骨质疏松小鼠骨髓间充质干细胞免疫相关因子抗体芯片检测及关键差异基因分析

背景：近年来，绝经后骨质疏松症骨骼与免疫系统之间相互作用机制的研究已成为热点，但关键免疫相关因子表达改变对绝经后骨质疏松症的影响尚不明确，仍需进一步探索。目的：通过生物信息学方法探讨绝经后骨质疏松症小鼠骨髓间充质干细胞免疫相关因子差异化表达情况。方法：通过卵巢切除手术构建绝经后骨质疏松症小鼠模型，采用全骨髓贴壁法获取骨髓间充质干细胞并稳定传代至第2代，使用RayBio L-Series Mouse Antibody Array 308 Glass Slide Kit免疫相关因子抗体芯片检测卵巢切除组及假手术组小鼠骨髓间充质干细胞中存在差异表达的蛋白，对检测结果进行GO、KEGG富集分析及PPI网络分析，通过MCC、EPC及MNC算法所得值筛选共同的Hub基因。结果与结论：共获得68个差异表达基因。GO分析发现差异表达基因富集于免疫系统过程、胞外区、信号受体结合等条目。KEGG分析发现差异基因主要富集于细胞因子-细胞因子受体的相互作用、肿瘤坏死因子信号通路和趋化因子信号通路等条目。通过对68个差异表达基因构建PPI网络分析进一步筛选得到了8个Hub基因，绘制小提琴图和相关性矩阵发现8个H...     

利什曼原虫感染树突状细胞早期基因表达差异分析及关键基因筛选

目的:分析利什曼原虫感染树突状细胞(DCs)早期的基因表达与信号通路变化,探究DCs感染后应答,寻找利什曼原虫感染后基于DCs的免疫治疗方法。方法:GEO数据库下载利什曼原虫感染前后DCs基因芯片数据,RStudio软件筛选差异表达基因(DEGs),STRING构建DEGs蛋白质相互作用网络(PPI),Cytoscape筛选差异表达蛋白质的核心模块,RStudio软件对DEGs进行GO和KEGG富集分析。结果:共筛选出DEGs 129个,其中IL12B与CXCL10差异最为显著,GO分析共富集23个过程,主要涉及病毒感染过程相关细胞反应及Ⅰ-IFN相关免疫反应;KEGG分析共富集3条信号通路,分别为甲型流感、麻疹及DNA复制信号通路。结论:利什曼原虫感染DCs前后Ⅰ-IFN信号通路和TLR4/NF-κB信号通路激活,影响IL12表达,提示Ⅰ-IFN/IL12信号通路与TLR4/NF-κB/IL12信号通路可作为利什曼原虫感染治疗的靶点,CXCL10也有望成为潜在的治疗靶点;利什曼原虫感染后,出现类似病毒感染现象,推测抗病毒免疫疗法可能在对抗利什曼原虫感染中具有一定疗效。     

基于生物信息学分析腹膜透析腹膜细胞的免疫相关基因差异表达北大核心CSCD

目的:应用生物信息学方法分析不同腹膜透析时间的腹膜细胞的免疫相关基因(IRGs)表达差异,探索参与腹膜损伤、腹膜纤维化的重要生物标志物。方法:下载基因芯片数据集GSE125498,利用GEO2R数据库分析平台筛选差异表达基因。从ImmPortPortal数据库下载IRGs列表,并筛选出差异表达的IRGs。应用DAVID、STRING生物信息学分析平台,及Cytoscape软件对筛选所得的差异表达IRGs进行生物学注释(GO)、信号通路富集分析(KEGG)及蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络分析。结果:与20例短期腹膜透析患者相比,在13例长期腹膜透析患者中筛选出差异表达IRGs 36个(|log2FC|>1.0,校正后P<0.05),其中35个上调基因,1个下调基因。GO分析结果显示差异表达IRG的生物学过程主要富集在免疫应答,细胞学组分主要定位于质膜,子功能主要富集在跨膜信号受体活性,KEGG信号通路主要富集在细胞因子-细胞因子受体的相互作用。在PPI网络中应用MCODE及cytohHubba模块筛选出的关键基因为CCR7、CD40LG、IL7R。结论:随着腹膜透析时间的延长,腹膜细胞的免疫应答活跃,相关基因CCR7、CD40LG、IL7R可能是腹损伤、纤维化形成的重要的免疫学标志物。     

HCST作为1型糖尿病潜在分子标志物的筛选和机制探究北大核心CSCD

目的：筛选1型糖尿病（T1DM）的潜在分子标志物并分析HCST参与T1DM的可能机制。方法：从GEO数据库下载T1DM和健康人群的单个核细胞微阵列表达数据，借助GEO2R分析差异基因，同时使用R语言进行火山图和热图的可视化。利用String在线工具对差异基因进行PPI分析，MCODE插件筛选关键子网络，DAVID在线分析工具对子网络基因进行GO和KEGG富集分析；CytoHubba插件对PPI网络进行关键基因筛选。结果：T1DM组与对照组相比共得到71个差异基因，其中包含上调基因22个，下调基因49个；利用MCODE插件从PPI网络中筛选1个关键子网络，得分7.5，共有9个节点和30个互作。子网络的9个基因的GO和KEGG富集分析发现，这9个基因主要参与调节免疫反应、细胞的防御反应、免疫应答及细胞溶解的生物过程，且涉及的主要信号通路是自然杀伤细胞介导的细胞毒作用的信号通路；四种算法得到的关键基因通过Venn分析最终筛选出1个关键基因——HCST。HCST在T1DM组明显低于健康对照组，差异有统计学意义。HCST的ROC曲线分析结果显示曲线下面积为0.983 3,P=0.000 1，差异有统计学意义。结论：HCST可成为诊断T1DM的潜在分子标志物和治疗T1DM的潜在靶点。     

通过生物信息学方法筛选肺鳞癌潜在关键基因

目的:通过分析肺鳞癌及癌旁组织差异表达基因,初步筛选潜在生物标志物。方法:从公共基因表达数据库(GEO)下载肺鳞癌的芯片数据集。利用R语言limma包对原始数据进行预处理并筛选差异表达基因,通过R语言的clusterProfiler包对差异表达基因进行GO和KEGG分析。利用STRING在线软件分析差异基因表达蛋白之间的相互作用,并通过Cytoscape筛选关键基因,进而用GEPIA在线软件验证关键基因的表达情况。结果:通过分析共得到734个差异表达基因,其中290个基因在肺鳞癌中上调,444个基因下调。GO分析显示差异表达基因主要参与的生物过程包括细胞外结构组织、体液水平调节、中性粒细胞介导的免疫应答等。KEGG分析显示差异表达基因主要富集在补体系统、细胞周期、DNA复制等信号通路。通过蛋白互作分析筛选出的关键基因包括PCNA、FOS、PTPRC、MMP9、CDK1、CCL2、IL6、GMPS、CCNB1、TOP2A。经验证PCNA、MMP9、CDK1、GMPS、CCNB1、TOP2A在肺鳞癌中表达增高,FOS、PTPRC、CCL2、IL6在癌组织中表达降低。结论:通过生物信息学筛选差异表达基因和信号通路可能有助于肺鳞癌的分子机制研究,筛选得到的核心基因可能成为肺鳞癌的诊断及治疗靶点。     

大鼠C6胶质瘤细胞的基因表达谱

目的:筛选比较大鼠C6胶质瘤细胞与正常星型胶质细胞中的差异表达基因。方法:利用Illumina Hi Seq4000技术对大鼠C6胶质瘤细胞和正常星形胶质细胞进行转录组测序并对测序结果进行功能注释。以|log2 Fold Change|≥1和q值0.05为标准筛选差异表达基因,并通过GO和KEGG数据库分析其功能和参与的信号通路。结果:较之正常星形胶质细胞,大鼠C6胶质瘤细胞中共筛选得到4363个差异表达基因,其中1603个基因表达上调,2760个基因表达下调;GO富集结果表明:4109个差异表达基因共映射到906个GO term,主要与GTP酶活性正性调节、基因表达正性调节、蛋白结合和钙离子结合等功能相关;KEGG富集结果表明:1535个差异表达基因共参与106条通路,富集最多的是PI3K-Akt信号通路和癌症发生通路。结论:成功获取大鼠C6胶质瘤细胞与正常胶质细胞的基因表达谱,并对其差异基因进行GO和KEGG注释,结果有助于胶质瘤发生发展的研究。