患者血清microRNA表达谱及相关生物信息学分析

探讨慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者血清中microRNA(miRNA)的差异性表达谱,并通过生物信息学探索其意义。方法 下载GEO数据库开源数据集（GSE70080）,分析慢阻肺患者与正常人血清的miRNA差异性表达谱,分析其对慢阻肺的诊断价值,运用miRTarbase、Target Scan、PicTar 、miRDB等软件预测和筛选miRNAs的靶基因,并将得出的上述靶基因功能富集、信号通路及蛋白质互作网络分析。 结果 该数据集中慢阻肺与健康对照组血清差异表达的miRNA共62个(P＜0.05) ,其中较对照组上调8个,下调54个,上调miRNA和下调miRNA诊断慢阻肺的受试者曲线下面积分别为0.938和0.969。靶基因预测显示差异性表达miRNA共有15099个靶基因,GO功能分析显示上述靶基因主要涉及Wnt、MAPK、NF-κB等重要生物学过程,KEGG分析主要富集于Wnt、NF κB、MAPK等信号通路。miRNA和mRNA的网络图显示SLC4A8与多个miRNA相关。蛋白质互作网络显示靶基因编码蛋白质间存在复杂的相互作用,ACVR1B、ACVRL1、KRT2、KRT74、KRT82在互作网络中具有核心地位。结论 慢阻肺患者的血清miRNA存在差异性表达,miRNA可能通过调控靶基因参与调控相关的生物功能和通路参与慢阻肺发病机制调控     

狼疮肾炎肾小球中细胞焦亡的生物信息学分析及验证

目的 利用生物信息学分析狼疮肾炎(lupus nephritis, LN)与正常对照(NC)肾活检组织肾小球的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)及细胞焦亡相关基因、免疫细胞浸润情况,为LN发病机制的认识、药物开发等提供新的思路。方法 分析转录组数据集GSE32591筛选出LN和NC组的DEGs并与细胞焦亡相关基因取交集得到细胞焦亡相关DEGs,进行GO、KEGG功能富集、核心基因识别及验证等,明确细胞焦亡相关DEGs主要参与的信号通路,并利用CIBERSORT分析22种免疫细胞浸润情况明确LN的免疫状态。结果 筛选出12个细胞焦亡相关DEGs,主要位于细胞膜和炎性小体,参与细胞因子分泌、细胞因子产生的正调控、MyD88依赖性Toll样受体信号通路等。免疫浸润分析提示初始B细胞(P=0.043)、单核细胞(P=0.025)LN表达升高,而记忆B细胞(P=0.002)、静息CD4⁺T记忆细胞(P=0.011)、滤泡辅助T细胞(P=0.007)和静息NK细胞(P=0.046)LN表达降低。发现前3位Hub基因CASP1、TLR2和MYD88表达在LN肾组织中明显升高,并与LN肾小球中记忆B细胞、静息CD4⁺T记忆细胞和静息NK细胞呈负相关,与单核细胞呈正相关。结论 CASP1、TLR2和MYD88可能通过免疫细胞浸润影响LN的疾病进展,可能是预测肾小球细胞浸润的重要生物学标志物,为LN治疗提供新的思路。     

基于生物信息学分析NOP56基因在肝细胞癌中的表达及意义

目的：探讨NOP56(Nucleolar Protein 56)在肝细胞癌(HCC)中的临床意义及潜在机制。方法：利用HCCDB及Oncomine数据库对多个队列的研究分析NOP56的表达;从癌症基因组图谱(TCGA)下载肝细胞癌数据集及临床数据,分析NOP56 mRNA表达水平与临床指标的相关性;运用Kaplan-Meier plotter在线分析NOP56对肝细胞癌患者预后的影响,并基于多因素Cox回归模型探索独立危险因素。利用GeneMANIA数据库构建以NOP56为核心的基因网络,并使用WebGestalt数据库分析这一网络预测NOP56的靶向药物;使用R软件的clusterProfiler包对NOP56正负相关基因进行基因富集分析(GSEA)。结果：相对于正常组织,NOP56 mRNA在肝细胞癌的表达上调;NOP56 mRNA的表达与肿瘤分级、肝癌家族史及肝细胞癌周围炎症相关;NOP56 mRNA高表达与预后差相关,并且NOP56 mRNA的表达是总体生存期的独立危险因素;NOP56互作网络富集于核糖体生物发生和rRNA代谢过程,并且放射菌素D可能作为NOP56的靶向药物;对...     

基于生物信息学的甲状腺癌侧颈区淋巴结转移的相关基因分析

目的:通过生物信息学分析、确定和甲状腺癌侧颈区淋巴结转移相关的关键基因,并对其机制进行研究。方法:使用R语言分析,利用基因表达综合数据库(GEO),筛选出甲状腺癌侧颈区淋巴结转移患者与非转移患者之间的差异表达基因集以及甲状腺癌组织与邻近正常组织的差异表达基因集,进一步筛选出两组基因集的共差异表达基因,对这些共差异表达基因进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书途径富集(KEGG)分析,构建蛋白质-蛋白质交互(PPI)网络,并使用cytoscape进行模块分析。然后,对中枢基因进行生存分析。并使用TCGA数据库对中枢基因进行和临床数据的相关性进行验证。结果:本研究共获得133个差异表达基因(DEGs),主要与细胞外基质组织、细胞外结构组织、单核细胞趋化性、细胞-基质黏附、白细胞迁移、淋巴细胞迁移、细胞外基质分解、粒细胞趋化性相关。KEGG通路分析表明,与肿瘤相关的重要的通路为ECM受体相互作用通路。共筛选出10个中枢基因,并在TCGA数据库进行了验证,生存分析发现FN1表达生存有关。结论:利用生物信息学方法能够有效分析甲状腺癌侧颈部淋巴结转移相关的基因,并筛选出中枢基因,为进一步研...     

细胞周期蛋白A2在肝细胞癌中的表达及其意义

目的：探讨细胞周期蛋白A2(CCNA2)在肝细胞癌（HCC）中的表达及其意义。方法：从TCGA、GEO、GETx数据库获得测序数据,通过STATA 15.0进行meta分析评估HCC患者肿瘤组织中CCNA2 mRNA的表达水平;通过数据库GEPIA绘制CCNA2在HCC中的生存曲线,探究CCNA2对HCC预后的影响。在HCC细胞系（Huh7和SK-Hep1）沉默CCNA2(shCCNA2组),并设置空载体对照组（shNC组）,通过细胞功能学实验检测沉默CCNA2对HCC细胞增殖、迁移与侵袭、细胞周期和细胞凋亡中的影响。通过在鸡胚绒毛尿囊膜构建HCC细胞移植瘤模型,观察并分离瘤体,检测CCNA2在体内对HCC生长的影响。结果：CCNA2在HCC患者肿瘤组织中m RNA水平显著高于非癌肝组织（SMD=1.65,95%CI:1.46～1.85,I2=89%）。CCNA2高表达与肝癌患者的不良预后呈负相关关系。与shNC组相比,shCCNA2组细胞增殖、迁移和侵袭能力降低（P<0.05）。shCCNA2组Huh7和SK-Hep1细胞的G0/G1期、S期、G2/M期占比发生改变（P<...     

基于生物信息学的非酒精性脂肪性肝病关键基因筛选及实验验证

目的:探索非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）潜在的关键基因和microRNAs(miRNAs)。方法:从美国国立生物技术信息中心（NCBI）公共基因芯片数据平台（GEO）数据库下载两个基因表达谱芯片（GSE96936和GSE62267）,利用GEO2R在线工具筛选出NAFLD组与正常对照组的差异表达基因（DEGs）,对DEGs进行GO和KEGG信号通路富集分析,进一步应用STRING数据库构建蛋白质—蛋白质相互作用（PPI）网络,用Cytoscape筛选出关键基因。构建NAFLD小鼠模型,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证筛选出的关键基因,利用NetworkAnalyst构建关键基因的靶向miRNAs。结果:总共鉴定出192个DEGs,GO分析显示DEGs生物学功能主要涉及5个KEGG通路,包括类固醇激素生物合成、补体与凝血级联、胆汁分泌、化学致癌、视黄醇代谢相关信号通路,结合PPI网络和CytoHubba的结果,筛选出Tyrobp、Hck、Ctss、Aif1、Fcgr1、Cd68、Cd53、Ly86、Fyb和Alox5ap 10个关键基因,通过RT-qPCR检测,发现与正常肝...     

生物信息学在病毒学研究中的应用

本文介绍生物信息学的基本概念、中心任务和研究目标，阐述了近几年来生物信息学在病毒学研究中发挥的主要作用，并对其今后的研究前景作了展望，同时提出了一些亟待解决的问题。     

EST技术及其在基因全长cDNA克隆上的应用策略

随着人类基因组计划的顺利进行 ,EST技术被广泛应用于基因识别、绘制基因表达图谱、寻找新基因等研究领域。利用人类基因组研究不断产生的数据 ,从 ESTs即 c DNA的部分序列入手 ,通过同源筛选 ,获得基因部分乃至全长 c DNA序列 ,避免或减轻了构建与筛选 c DNA文库等繁琐的实验室工作。本文从原理、应用及其在科学研究上产生的影响等方面对EST技术进行了概述     

Construction of a risk model of steroid-induced necrosis of the femoral head and prediction of potential Chinese medicine treatments北大核心

背景:随着疾病治疗模式的改变,人们已经意识到中医药在激素性股骨头坏死治疗过程中的重要性,因此利用生物信息学从分子水平分析激素性股骨头坏死的发病机制,构建疾病风险模型,并预测具有潜在治疗作用的中药,为后期中医药治疗激素性股骨头坏死提供一定的理论依据。目的:基于生物信息学挖掘激素性股骨头坏死的竞争性内源RNA(ceRNA)调控网络,分析其在激素性股骨头坏死中的分子调控机制,预测相关疾病靶点并构建疾病风险模型,同时预测具有潜在治疗作用的中药。方法:检索GEO数据库,下载激素性股骨头坏死的矩阵文件GSE123568和基因注释文件GPL15207。借助R语言等软件分析得到差异表达的长链非编码RNA与mRNA,并通过公共数据库预测与差异表达长链非编码RNA关联的miRNA-mRNA,再将预测到的mRNA与差异表达mRNA取交集,整合得到ceRNA网络。随后采用STRING数据库和Cytoscape软件筛选关键基因,利用R语言分析关键基因的功能与相关通路,并挖掘关键ceRNA网络。最后根据关键基因构建激素性股骨头坏死的风险模型,并进行中药预测。结果与结论:(1)与健康对照相比,激素性股骨头坏死患者共有7个长链非编码RNA和1763个mRNAs存在差异表达;(2)筛选出STAT3、KAT2B、AGO4、JAK2、JAK1、PTGS2共6个关键基因;(3)关键基因所富集的功能包括对肽激素的反应、白细胞介素6介导的信号通路、细胞对白细胞介素6的反应等生物学过程,涉及JAK-STAT、脂肪细胞因子、催乳素等信号通路;(4)4种mi RNAs(mi R-135a-5p、mi R-137、mi R-17-5p、miR-20b-5p)和2种长链非编码RNA(SNHG11、C20orf197)可能在导致激素性股骨头坏死发生发展过程中发挥关键作用;(5)KAT2B最有可能是激素性股骨头坏死发生发展的风险因子;(6)郁金、淫羊藿、黄芪具备治疗激素性股骨头坏死疾病靶点的可能。通过对激素性股骨头坏死相关长链非编码RNA介导的ceRNA网络进行分析,识别出潜在的疾病靶点、信号通路及潜在治疗中药,为进一步阐明其发病机制,并为后续的实验研究提供参考依据。     

急性白血病的基因表达谱分析与亚型分类特征的鉴别

本研究基于生物信息学理论，运用模式识别方法和计算技术，对急性白血病的基因表达谱数据进行分析，研究急性白血病的亚型识别与分类信息基因选取问题。首先去除无关基因，然后利用浮动顺序搜索算法搜索特征空间生成候选特征子集，最后以支持向量机作为分类器进行急性白血病的亚型识别，并以误识率为依据鉴别出了5个包含完整分类信息的基因。实验结果表明，本研究鉴别出的5个信息基因能以100％的正确率准确识别急性白血病亚型。