多发性骨髓瘤/浆细胞白血病差异表达基因生物学功能、关键基因表达水平及其与预后的关系

目的 筛选出多发性骨髓瘤（MM）与浆细胞白血病（PCL）之间的差异表达基因,了解其生物学功能,明确关键基因表达水平与MM预后的关系。方法 从公共基因芯片数据库（GEO）中下载MM与PCL芯片数据集GSE66291和GSE70323,在R软件中用Limma包分别筛选差异表达基因（DEGs）并取交集。利用基因本体（GO）以及京都基因与基因组百科全书（KEGG）信号通路分析对DEGs进行功能和通路注释,使用Sring对交集的DEGs构建蛋白质—蛋白质互作网络（PPI）,筛选关键基因,使用Cytohubba插件筛选相关度前20位的关键基因,最后在GSE24080中根据关键基因的表达水平将MM患者分为高表达组及低表达组,比较高低表达组的总体生存率。结果 共获取DEGs 389个,120个上调,269个下调。GO分析结果显示：在细胞组分方面主要与细胞膜外区域相关;在生物过程方面,参与白细胞游走、中性粒细胞聚集、体液免疫等;分子功能方面,主要与抗原结合相关。KEGG结果提示DEGs在细胞黏附分子、局灶性黏附等相关通路上富集。筛选出CDH1、CD44等20个关键基因,其中CXCL12、CDH1、RNA...     

重症COVID-19肺炎肺纤维化关键基因的筛选

目的 通过生物信息学方法筛选重症COVID-19肺炎患者肺纤维化的关键基因，并预测重症COVID-19肺炎肺纤维化的潜在治疗性中药。方法 从GEO数据库中下载重症COVID-19肺炎肺纤维化的表达矩阵(GSE206788),通过R语言确定重症COVID-19肺炎肺纤维化组与正常对照组的差异表达基因(DEGs),进行基因本体(gene ontology, GO)功能注释和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析，同时进行蛋白质互作网络分析，5种算法取交集得到关键基因，通过Coremine Medical平台筛选可能的治疗中药。结果 共筛选出249个差异基因，GO功能注释结果显示，DEGs主要在信号转导、免疫应答、炎症反应、质膜、细胞外区域、蛋白质结合功能等富集。KEGG通路分析结果显示，DEGs主要在癌症、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activat...     

转录组测序分析FOXD3基因对胃癌细胞调控的分子机制

目的探讨FOXD3在胃癌细胞中可能调控的基因,阐明其在胃癌发生、发展过程中的可能机制。方法通过慢病毒感染技术建立FOXD3基因过表达MKN45细胞系及对照组MKN45细胞系,利用转录组测序技术检测两组细胞的基因表达谱,通过生物信息学方法比较两组细胞间的差异表达基因(DEGs),分析DEGs的基因本体论(GO)功能富集及京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集情况,并构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络。结果 FOXD3基因过表达后,筛选出586个DEGs,其中343个DEGs表达上调,243个DEGs表达下调。GO功能富集结果显示,DEGs主要参与正向调控RNA聚合酶Ⅱ启动子转录、双向调控细胞增殖、细胞黏附、炎症反应等生物学过程。KEGG通路主要富集在PI3K-Akt信号通路、肿瘤相关通路、焦点粘连等。从PPI网络中筛选出前10个靶向基因AGT、BDKRB2、NMUR2、SAA1、CHRM1、ADRA1B、CXCL1、CXCR4、CXCL8、GNAI1,并揭示这些基因参与了G蛋白偶联受体信号通路、神经活性配体-受体相互作用、钙离子信号通路、趋化因子信号通路等重要途径。结论本研究一定程度上揭示了FOXD3基因可介导多个靶向基因,影响多条通路及生物学过程参与胃癌的发生、发展的可能分子机制,但仍需进一步进行研究验证。     

乙型肝炎病毒相关肝细胞癌核心差异表达基因生物信息学分析

目的 探索与乙型肝炎病毒（HBV）相关肝细胞癌（HCC）发生发展相关的核心基因,为进一步揭示HBV相关HCC发病机制提供参考。方法 从高通量基因表达数据库（GEO）中下载GSE55092、GSE121248两个数据集,采用R语言筛选HCC组织和癌旁组织间差异表达基因（DEGs）,并绘制可视化火山图。对DEGs基因进行基因本体论（GO）和京都基因和基因组百科全书（KEGG）富集分析,构建蛋白质相互作用（PPI）网络,并用Cytoscape 3.9.0开源平台中分子复合物检测（MCODE）和cytoHubba插件筛选核心DEGs。利用UALCAN和Kaplan Meier-plotter数据库中临床样本数据对筛选出的核心DEGs进行差异表达和生存分析验证。结果 从GSE55092数据集和GSE121248数据集中分别筛选出1 148个和686个DEGs,其中下调表达基因分别为703个和477个、上调表达基因分别为445个和209个;两个数据集共筛选出557个共同表达的DEGs,其中下调表达基因384个、上调表达基因173个。GO富集分析显示,DEGs主要参与细胞分裂、细胞增殖、氧化还原、免...     

综合基因表达谱分析与人类肝胰岛素抵抗相关蛋白分子表达研究*

目的 分析糖尿病患者与正常人肝组织之间的差异表达基因（DEGs）,筛选出肝组织中与可能产生胰岛素抵抗相关作用的蛋白分子。方法 从GEO数据库下载基因芯片数据集GSE23343（包括10例2型糖尿病和7例正常人肝组织的基因表达值）,通过DEGs表达谱分析和功能通路富集分析,构建DEGs对应的蛋白质-蛋白质相互作用网络。结果 分析得到928个显著上调的DEGs（P<0.01）,发现DEGs主要富集在细胞和代谢生物过程中,KEGG通路富集显示DEGs主要集中于信号转导和肿瘤相关通路。经蛋白质相互作用网络构建,筛选出5个关键蛋白分子MDM2、PCNA、CAV1、PIK3R1、NR3C1。结论 系统地筛选出人类肝组织中可能与胰岛素抵抗形成相关的蛋白分子,为进一步实验研究肝胰岛素抵抗产生机制和新的降血糖药物作用靶点提供基础。     

钙化性主动脉瓣疾病生物信息学分析和关键基因筛选

目的:探索可能引起钙化性主动脉瓣疾病(CAVD)的关键基因和信号转导通路,寻找CAVD患者瓣膜组织中浸润的关键细胞,为CAVD诊疗提供新的思路。方法:从GEO数据库中获取人类CAVD现有信息芯片,筛选出正常主动脉瓣与CAVD瓣膜之间的差异表达基因(DEGs)。对DEGs的功能和通路基于基因本体论(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)进行富集分析。应用String数据库和Cytoscape软件构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,并筛选出关键基因。运用CIBERSORT数据包计算CAVD中22种免疫细胞浸润比例。结果:通过文本挖掘和数据分析,CAVD患者瓣膜组织有95个DEGs,其中64个基因上调,31个基因下调。这些DEGs通过GO分析富集到细胞外基质组织、细胞外结构组织、外部封装结构组织等117个生物学过程,含胶原蛋白的细胞外基质、内质网腔、胶原蛋白三聚体等13个细胞组分和细胞外基质结构成分、整合素结合、具有拉伸强度的细胞外基质结构成分等33个分子功能。KEGG分析显示主要在蛋白质消化与吸收、细胞外基质-受体相互作用、局灶性黏附等10个方面富集。通过PPI分析筛选出10个...     

综合基因表达谱分析与人类肝胰岛素抵抗相关蛋白分子表达研究

目的分析糖尿病患者与正常人肝组织之间的差异表达基因(DEGs),筛选出肝组织中与可能产生胰岛素抵抗相关作用的蛋白分子。方法从GEO数据库下载基因芯片数据集GSE23343(包括10例2型糖尿病和7例正常人肝组织的基因表达值),通过DEGs表达谱分析和功能通路富集分析,构建DEGs对应的蛋白质-蛋白质相互作用网络。结果分析得到928个显著上调的DEGs(P0.01),发现DEGs主要富集在细胞和代谢生物过程中,KEGG通路富集显示DEGs主要集中于信号转导和肿瘤相关通路。经蛋白质相互作用网络构建,筛选出5个关键蛋白分子MDM2、PCNA、CAV1、PIK3R1、NR3C1。结论系统地筛选出人类肝组织中可能与胰岛素抵抗形成相关的蛋白分子,为进一步实验研究肝胰岛素抵抗产生机制和新的降血糖药物作用靶点提供基础。     

基于生物信息学分析Stanford A型主动脉夹层和高血压的共同差异表达基因

目的 基于生物信息学分析Stanford A型主动脉夹层（AD）和高血压的共同差异表达基因（DEGs）。方法 本研究时间为2021年6月至2022年6月。在美国国家生物技术信息中心的基因表达综合数据库（GEO）筛选出GSE52093数据集和GSE76845数据集，采用在线编辑工具GEO2R筛选GSE52093数据集和GSE76845数据集的DEGs，绘制韦恩图以分析GSE52093数据集和GSE76845数据集的共同DEGs。利用在线数据库DAVID对GSE52093数据集、GSE76845数据集的DEGs及二者共同DEGs进行GO功能富集分析，利用在线数据库KOBAS 3.0对GSE52093数据集和GSE76845数据集的共同DEGs进行KEGG通路富集分析。将GSE52093数据集和GSE76845数据集的共同DEGs的蛋白质相互作用网络图导入Cytoscape软件，并根据最大领域组件密度（DMNC）、边缘渗透组件（EPC）、最大集团中心度（MCC）、应力、度五种拓扑分析方法筛选Hub基因，然后通过韦恩图筛选五种拓扑分析结果的共同Hub基因。结果韦恩图分析结果显示，GSE5209...     

基于生物信息学方法筛选结肠癌进展相关的枢纽基因

目的 利用生物信息学方法筛选结肠癌进展相关的差异表达基因(DEGs).方法 从GEO数据库下载GSE127069、GSE145626数据集,运用GEO在线分析工具GEO2R提取这两个数据集的原始数据,利用韦恩图在线分析工具筛选DEGs.利用基因功能注释在线工具DAVID对DEGs进行GO功能注释和KEGG通路富集分析;...     

基于生物信息学技术筛选缺血性脑卒中相关转录因子及中药活性成分研究

目的 基于生物信息学技术筛选缺血性脑卒中（IS）相关转录因子（TF）及中药活性成分。方法 在基因表达综合数据库（GEO）中选择GSE16561、GSE58294、GSE162955芯片数据集，使用R 4.0.5软件对GSE16561、GSE58294数据集进行预处理并筛选差异表达基因（DEGs），然后进行基因集富集分析（GSEA）。通过STRING平台构建DEG的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络并筛选关键DEG，通过GSE162955数据集绘制ROC曲线，以评估关键DEG对IS的诊断价值；然后通过TRRUST平台构建TF-miRNA-核心DEG调控网络，筛选枢纽TF、主要miRNA及核心DEG。通过Coremine Medical及Uniprot平台预测并筛选IS相关中药活性成分。结果 韦恩图结果显示，GSE16561数据集和GSE58294数据集的交集DGEs共220个，包括130个上调DGEs和90个下调DEGs。GSEA结果显示，KEGG通路主要富集在MAPK信号通路、神经营养因子信号通路和趋化因子信号通路；GO功能生物过程主要富集在中心粒细胞外渗，细胞成分主要富集在细胞器内...     

基于生物信息学分析的结核病诊断及治疗新型生物标志物的筛选

目的 利用生物信息学方法筛选结核病诊断和治疗的潜在新型生物标志物。方法 从美国基因表达数据库(the Gene Expression Omnibus, GEO)下载数据集GSE34608和GSE54992用于筛选结核病的差异表达基因(DEG),通过R软件对DEGs进行基因本体论(Gene Ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)通路富集分析,登陆STRING网站进行差异表达基因间的蛋白-蛋白相互作用(Protein-Protein Interaction, PPI)分析,并利用Cytoscape软件分析PPI的关键模块和关键基因。利用基因数据集GSE116542、GSE34608、GSE25435筛选共同差异表达miRNA(DE miRNA),采用实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)验证筛选的关键基因,采用Cytoscape软件构建DEG-DE miRNA网络。结果 共筛选出379个差异表达基因,其中225个基因表达上调,154个基因表达下调。这些DEGs主要与先天免疫反应...     

基于发病机制分析2型糖尿病周围神经病变的关键基因及重要通路

目的 筛选2型糖尿病周围神经病变（type 2 diabetic peripheral neuropathy,T2DPN）关键基因及重要信号通路,从分子生物学角度分析糖尿病周围神经病变（diabetic peripheral neuropathy,DPN）的发病机制,为DPN精准治疗提供新的诊疗方向。方法 从公共基因芯片数据库GEO下载DPN的相关芯片数据（GSE95849）,利用R语言筛选DPN和正常健康人之间的差异表达基因,用GO分析、KEGG分析对DEGs进行功能注释,由Cytoscape软件将DEGs可视化,再构建PPI网络,最终筛选出核心基因。筛选出核心基因后用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证核心基因在18例T2DPN患者外周血淋巴细胞和20名健康人外周血淋巴细胞的表达情况。选取2021年6—12月福建医科大学附属第二医院内分泌科住院患者20例及体检中心健康人群18名作为研究对象。结果 筛选出627个差异表达基因。GO分析表明差异表达基因生物学功能主要涉及炎症反应、细胞凋亡过程、免疫反应,细胞膜、质膜、细胞质的组成成分。KEGG分析表明差异表达基因主要和PI3K-Ak...     

银屑病发病关键基因筛选、与免疫细胞浸润关系及有治疗潜力的中药预测

目的 筛选银屑病发病关键基因,分析银屑病发病关键基因与免疫细胞浸润水平之间的关系,并筛选对银屑病有治疗潜力的中药,为研究银屑病的发病原因、发病机制提供参考。方法 在GEO数据库检索银屑病基因芯片,筛选出银屑病差异共表达基因（DEGs）;通过WGCNA包筛选出银屑病相关性最高的基因模块;将获取的银屑病DEG s与银屑病相关性最高的模块取交集,获得银屑病高度相关DEG s,并对其进行GO分析、KEGG分析。采用MCC、DEGREE、EPC和CLOSENESS算法从银屑病高度相关DEG s中筛选出与银屑病相关性更强的DEGs为银屑病发病关键基因。利用CIBERSORT反卷积法、Pearson相关分析银屑病发病关键基因与免疫浸润细胞比例的关系。通过将银屑病发病关键基因映射至COREMINE medical数据库,筛选出对银屑病有治疗潜力的中药。结果 共筛选出348个DEG s。GO富集分析显示DEGs主要富集在对外部生物刺激的反应、线粒体蛋白复合体、内肽酶活性、丝氨酸型肽酶活性等方面;KEGG富集分析显示其主要涉及NF-κB信号通路、Toll样受体信号通路、细胞因子-细胞因子受体的相互作用、P...     

TMEM206基因敲除小鼠小脑组织中差异表达基因的筛选及生物学功能分析

目的 筛选TMEM206基因敲除小鼠小脑组织中的差异表达基因并进行生物学功能分析,探讨TMEM206基因的功能。方法 采用CRISPR/Cas9基因编辑技术制备TMEM206基因敲除小鼠,并通过配殖获得TMEM206基因敲除纯合小鼠。选取3只8周龄雌性TMEM206基因敲除纯合小鼠和3只同窝雌性野生小鼠,分离小脑组织并提取总RNA,转录组测序后,使用Cuffdiff(v2.2. 1)软件的EBseq算法筛选差异表达基因,并使用DAVID数据库对差异表达基因进行基因属性（GO）和京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。结果 共筛选出474个差异表达基因,与正常小脑组织相比,TMEM206基因敲除小鼠小脑组织中上调的基因265个、下调的基因209个。GO功能分析结果显示,差异表达基因的表达产物定位于细胞外膜和主要组织相容性复合体Ⅰ类蛋白（MHCⅠ）较多,功能属性主要归类于结合转录因子、脂类分子及抗原分子等;差异表达基因参与的生物学过程众多,如DNA损伤的细胞反应、细胞分化选择、骨质矿化等。KEGG通路富集分析结果显示,差异表达基因在分子属性上多为细胞黏附分子和肿瘤坏死因子路径的分...     

具有预后价值的肺腺癌发病关键基因鉴别

目的 筛选与肺腺癌发病相关的关键基因,为研究肺腺癌的治疗提供新的潜在药物靶点.方法 基于肺腺癌基因表达谱数据进行基因差异表达分析,然后对差异基因(DEGs)进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)功能富集分析.利用STRING数据库构建DEGs的蛋白互作网络,结合MCC算法鉴别关键基因,最后,通过生...     

心肌梗死相关miRNA-mRNA调控网络及其作用

目的 探讨心肌梗死相关的微小RNA(miRNA)-信使RNA(mRNA)调控网络,并分析其对心肌梗死发生发展的调控作用。方法 从基因表达数据库下载微阵列数据（GSE61741）,用R语言进行差异分析,并对获得的差异表达miRNA进行上游转录因子及下游靶基因的预测;从GEO中获取GSE66360数据集,用R语言进行差异分析,将差异表达基因与靶基因取交集获得目标基因;对目标基因进行基因本体（GO）生物学功能注释和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析,构建蛋白质相互作用（PPI）网络并筛选出Hub基因及核心miRNA。结果 共得到17个差异表达miRNA,其中4个表达上调、13个表达下调,其主要转录因子为2级POU结构域转录因子1、特异性蛋白1、早期生长反应1。差异表达miRNA靶基因与差异表达mRNA取交集共得到165个目标基因。GO富集分析发现其主要与细菌来源分子的反应、三级颗粒、细胞因子活性、趋化因子活性等生物过程和分子功能相关;KEGG通路富集分析显示目标基因主要聚集在TNF、IL-17、NF-κB等信号通路。miRNA-mRNA网络筛选出7个核心基因（JUN、CXCL8...     

结核病潜在关键基因的生物信息学分析

目的通过生物信息学方法筛选结核病的关键基因,为结核病的防治及科研提供新的研究方向和思路。方法分析GEO(Gene Expression Omnibus)数据库的两个系列微阵列数据集(GSE19443和GSE19444),使用在线工具GEO2R来获取结核病患者和健康对照组间的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。然后对差异表达基因进行基因本体论分析(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书相关富集通路分析(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG),通过构建蛋白-蛋白互作(Protein-protein interaction,PPI)网络来筛选出在结核病的发生发展中起着较为重要的关键基因及其潜在的病理机制,使用Cytoscape软件的Genemania插件进一步重预测差异基因的潜在的功能。结果经过GEO2R分析后,一共获得143个与结核病相关的差异表达基因,其中包含48个表达上调基因和50个表达下调基因;GO和KEGG分析表明,上调的差异表达基因与癌症和系统发育相关,而下调的差异表达基因主要集中在炎症免疫方面。PPI网络显示STAT1、GBP5、OAS1、CTNNB1、GBP1等基因在结核病中起关键作用。结论筛选的143个结核病关键基因主要富集在免疫方面,其低表达可能是感染结核杆菌后发病的主要原因,为结核病靶向诊治提供了理论参考。     

基于铜死亡相关基因的慢加急性肝衰竭的机制研究

目的 探究铜死亡相关基因在慢加急性肝衰竭(Acute-on-chronic liver failure, ACLF)发生发展中的作用,从而进一步研究ACLF与铜死亡相关的发病机制。方法 从GEO(Gene Expression Omnibus, GEO)数据库中下载ACLF相关数据。利用R软件筛选GEO数据库中ACLF与慢性肝病对比的差异表达基因(Differentially expressed genes, DEGs)和铜死亡相关基因的取交集,对共同差异基因通过GSEA(Gene Set Enrichment Analysis,基因集富集分析)分别进行单基因GO/KEGG富集分析,对相关基因通路富集结果结合铜死亡代谢图绘制铜死亡相关ACLF机制图。结果 共筛选出3个关于铜死亡相关的ACLF差异表达基因(P<0.05),进一步分析得出与铜死亡相关ACLF发生发展机制。结论 通过生物信息学分析,筛选出可能参与ACLF发病机制的铜死亡相关基因和信号通路,以期为ACLF的发病机制的研究提供理论基础以及对ACLF的发生发展和治疗提供新的靶点和策略。     

基于数据非依赖性采集技术的扩张型心肌病血清蛋白质组学分析

目的 比较扩张型心肌病（DCM）患者和对照组血清蛋白的表达差异,探索DCM新的循环生物标志物。方法 使用数据非依赖性采集（DIA）技术的质谱分析方法鉴定两组样本蛋白质的表达情况,对鉴定出的差异蛋白进行基因本体（GO）富集分析、真核生物同源组（KOGs）分析、京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路分析。结果 与对照组相比,DCM患者血清中表达上调的蛋白144种,下调的蛋白10种。GO富集分析显示,差异蛋白参与细胞过程、生物调节、对刺激应答、代谢过程等生物学过程,发挥绑定功能、催化活性、分子功能调节等分子功能。KOG分析显示差异蛋白种类以细胞骨架最多。KEGG通路分析显示差异蛋白富集最多的通路为免疫系统。差异蛋白S10A8、S10A9富集于白细胞介素17(IL-17)信号通路,CO4A2、SDC1、GPV富集于细胞外基质受体交互通路。结论 本研究筛选出154种差异蛋白,可能成为DCM新的循环标志物。     

基于机器学习算法和生物信息学技术构建的肺癌与肺结核鉴别诊断模型及其初步评价

目的 采用机器学习算法结合生物信息学构建肺癌与肺结核鉴别诊断模型,并对其诊断准确度进行初步评价。方法 通过GEO数据库筛选并下载肺癌与肺结核数据集GSE42834,运用R软件的limma包筛选肺癌与肺结核差异表达基因（DEGs）,对筛选出的DEGs进行GO生物过程和KEGG作用通路分析。使用STRING工具和Cytscape软件构建蛋白质相互作用网络（PPI）,筛选肺癌与肺结核核心DEGs并使用t检验验证;将筛选出的核心DEGs输入R软件caret包,使用留一交叉验证法（LOOCV）结合8种机器学习算法构建肺癌与肺结核的鉴别诊断模型,包括支持向量机（SVM）、自适应提升算法（Ada Boost）、C5.0决策树（C5.0）、随机森林（RF）、朴素贝叶斯（NB）、神经网络（NN）、线性判别分析（LDA）及逻辑回归（LR）模型,筛选模型的最优参数。使用Bootstrap法对模型进行内部验证,采用准确率、Kappa值、敏感度及特异度初步评价鉴别诊断模型的诊断准确度。结果 GSE42834数据集中共筛选出325个DEGs,其中上调基因205个,下调基因120个。GO生物过程分析结果显示,肺癌与...