基于GEO数据库对IgA肾病关键基因的筛选及生物信息学分析

目的:IgA肾病(IgAN)是引起终末期肾病(ESRD)最常见的原发性肾小球肾炎,其潜在发病机制和关键基因有待深入地探索,本研究旨在确定IgAN发病的关键基因.方法:从高通量功能基因组(GEO)数据库中获取IgAN相关表达谱芯片GSE93798和GSE37460,筛选出两个数据集中共同的差异基因.通过基因本体论(GO)...     

非创伤性股骨头坏死与潜在关键基因表达谱的相关研究

目的:用生物信息学方法探讨与非创伤性股骨头坏死相关的潜在关键基因和信号通路.方法:GEO数据库中下载得到8例人股骨头样本产生的GSE74089表达谱数据进行生物信息学分析,Limma包筛选差异表达基因.用DAVID数据库、R包、STRING数据库及Cytoscape软件对差异表达基因进行基因功能、信号通路及蛋白-蛋白相互作用网络分析.结果:共筛选出1 315个差异表达基因,上调基因809个,下调基因506个.差异表达基因主要涉及细胞外基质、胞外空间、胶原蛋白三聚体、胶原纤维组织、松弛素信号通路及转化生长因子β信号通路等.PPI网络由391个节点和1 213个交互组成,网络分析列出蛋白互作网络的前20个中心节点蛋白,挖掘出4个潜在关键基因.结论:HACE1、FBXW7、GNG8和SAA1等差异基因可能与非创伤性股骨头坏死的发病机制密切相关.     

LEPREL1是特发性肺纤维化的潜在治疗靶点

为了寻找特发性肺纤维化(IPF)的潜在治疗靶点,从GEO获取IPF基因芯片数据,用R分析差异表达基因和通路;用STRING和Cytoscape筛选枢纽(HUB)基因;RNA-Seq和单细胞数据验证,肺纤维化小鼠实验验证,筛选具有相关性的基因,分析潜在通路。结果显示：基因芯片数据集GSE10667、GSE53845、GSE48149共116例样本,差异基因132个,主要富集在细胞外基质、胶原等通路。STRING和Cytoscape筛选HUB基因,主要为COL1A1、CXCL12、LEPREL1等基因,其中LEPREL1表达显著下调(GSE10667,P_adj=0.000 96; GSE53845,P_adj=0.000 104 8; GSE48149,P_adj=0.015 17)。LEPREL1在RNA-Seq数据集GSE92592(P_adj=0.028 8)、GSE83717(P_adj=0.006 268)、GSE150910(P_adj=1.952 8e-3...     

阿托伐他汀抗人乳腺癌的直接作用靶点的生物信息学分析

目的:利用生物信息学方法通过公共数据库预测并分析阿托伐他汀抗人乳腺癌的分子机制.方法:利用DrugBank搜索确认阿托伐他汀的直接作用蛋白靶点(DPTs);使用STRING在线构建阿托伐他汀DPTs间的蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络和KEGG信号通路;利用STRING构建阿托伐他汀的间接作用蛋白靶点(IPTs),并导入Cytoscape可视化,分析其PPI网络和KEGG信号通路,确定与肿瘤信号通路相关的IPTs;在cBioPortal数据库中,分析乳腺癌患者中IPTs的遗传改变,并用OncoPrint可视化;从GEO数据库下载2个乳腺癌表达谱芯片数据GSE5764、GSE21422,利用R4.0.3软件分析差异过表达基因,并通过取交集获得候选的差异表达基因(DEGs),利用David对DEGs进行基因ID转换;将STRING分析得到的阿托伐他汀IPTs与GEO得到的乳腺癌DEGs取交集,确定阿托伐他汀抗人乳腺癌的潜在靶点.结果:搜索DrugBank确定了5个阿托伐他汀的DPTs,利用STRING构建了114个阿托伐他汀IPTs,通过KEGG信号通路分析发现其中14个IPTs(ARNT、ARNT2、BCL2L1、CDKN1A、CREBBP、EP300、HDAC1、HDAC2、HSP90AA1、MDM2、NCOA1、NCOA3、RELA、TP53)与癌症的发生发展有关;利用cBioPortal数据库分析,这14个IPTs在乳腺癌的基因组改变包括基因扩增、错义突变、截断突变和纯合缺失等;对GEO数据库中2个乳腺癌表达谱芯片数据进行差异分析并取交集,共获得75个DEGs,其中表达上调的基因21个,表达下调的基因54个.将75个DEGs进行基因ID转换,获得29个DEGs,将29个DEGs与STRING分析得到的114个阿托伐他汀IPTs相互关联基因求交集,发现基因CCNA2可能是阿托伐他汀抑制乳腺癌的潜在作用靶点.结论:CCNA2可能是阿托伐他汀抑制人乳腺癌细胞的潜在作用靶点,可能通过影响细胞周期调控发挥抗肿瘤作用.     

影响口腔癌发生潜在MicroRNAs的生物信息学分析

为获得口腔癌组织和正常组织之间差异表达的miRNAs,从分子水平研究相关的miRNAs在肿瘤发生发展中的作用,从GEO数据库筛选并下载口腔癌及正常组织的基因芯片,运用GEO2R工具分析筛选口腔癌与正常组织间的差异表达miRNAs. 采用FunRich软件对将所得差异miRNAs进行GO功能注释、KEGG信号通路分析. 通过对GSE124566和GSE113956两个芯片数据进行分析,分别筛选得到109、1 079个差异表达miRNAs,分别包括41、673个上调基因和68、406个下调基因,筛选得到共同差异表达miRNAs有30个,其中上调16个,参与的生物过程主要有细胞间通讯等,细胞成分主要有细胞核等,分子功能主要有转录因子活性等;下调14个,参与的生物过程主要有信号转导等,细胞成分主要有细胞质等,分子功能主要有转录因子活性等. 通过对口腔癌芯片数据的生物信息学分析,发现30个差异表达miRNAs是口腔癌发生、发展的重要miRNAs,囊泡介导的转运,核苷酸的代谢等过程. 最后预测出了13 796个靶基因,并通过PPI互作分析筛选出了联系最紧密的10个靶基因.     

桃蚜关键抗性基因挖掘及抗蚜Cry蛋白预测

为了挖掘桃蚜(Myzus persicae)的关键抗性基因并构建抗性调控网络,通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)和差异表达基因分析(DEGs)对桃蚜抗性研究的GEO数据库进行分析,筛选出2 426个枢纽基因和2 263个差异表达基因探针.将关键抗性基因在String数据库中进行蛋白质相互作用(PPI)分析,获得154个桃蚜关键抗性基因,并绘制桃蚜的抗性调控网络.结果表明:acpp基因的上调表达可能是大多数Cry蛋白不能有效杀死桃蚜的原因之一;参考抗蚜Cry1Cb2蛋白和11个靶标蛋白的对接规则,通过同源建模和分子对接等生物信息学技术,预测了10个新的Cry蛋白可能对桃蚜具有杀虫活性.     

基于表达谱分析筛选肾母细胞瘤关键基因

为探究肾母细胞瘤(Nephroblastoma)发生的关键基因,并筛选出潜在的治疗靶点及生物标志,采用由GEO数据库获取的基因芯片GSE11151和GSE53224,经归一化处理后,通过GO和KEGG分析筛选出差异基因,并通过构建蛋白互作网络获得其中的关键基因.总计获得差异基因404个,其中上调基因385个,下调基因19个.PMCH、CCR5、CCR7、RGS1和KNG1作为关键基因,涉及趋化因子信号通路、G蛋白偶联信号通路,参与肿瘤微环境的形成.这5个关键基因在肾母细胞瘤的发生中有着重要作用,并可能作为潜在治疗靶点及生物标志.     

RACK1依赖的miRNA途径参与调节植物叶绿素的生物合成

为深入探索活化C激酶受体1(receptor of activated C kinase 1,RACK 1)在调节植物microRNA(miRNA)的生物发生,以及其靶基因中的关键作用,对在美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)网站上共享的基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)中有关rack1突变体的小RNA序列数据重新进行了系统分析和挖掘,找到了19个新miRNA.通过解析差异miRNA表达,鉴定到了特异调控叶绿素合成相关基因HEMA和HEMC表达的miRNA,为今后深入系统地研究RACK1在调节叶绿体发育和光合作用机理提供了关键的理论依据,也为利用公共数据库挖掘潜在的数据信息提供了基本的研究设想和思路.     

基于生物信息学和机器学习筛选溃疡性结肠炎特征基因及其靶向中药预测

为确定溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)的潜在生物标志物，并预测其靶向中药，从GEO数据库下载包含人类UC和健康对照组织(GSE179285、GSE206285和GSE87466)的数据集，合并GSE179285和GSE206285数据集，通过limma R软件包筛选出UC与健康对照组织之间的差异表达基因(DEGs)。采用LASSO回归模型和支持向量机递归特征消除算法筛选出核心生物标志物。GSE87466数据集用作验证队列，受试者工作特征曲线用于评估诊断效能。利用CIBERSORT探讨UC中的免疫浸润特性，并进一步分析潜在生物标志物与不同免疫细胞之间的相关性。最后，在HERB数据库预测核心生物标志物靶向中药。共筛选出157个DEGs,其中102个基因上调，55个基因下调。功能富集分析显示，这些DEGs主要参与IL-17信号通路、TNF信号通路、类风湿关节炎、趋化因子信号通路、体液免疫反应、中性粒细胞趋化和迁移等。LOC389023、OLFM4、AQP8和CWH43被鉴定为UC的潜在生物标志物，且其诊断价值在GSE87466验证数据集中有显著意义。CIBERSO...     

大肠杆菌在葡萄糖和甘油碳源培养条件下的基因表达谱分析

【目的】探讨葡萄糖和甘油碳源对大肠杆菌(〖WTBX〗Escherichia coli〖WTBZ〗)基因表达谱的影响。【方法】通过基因表达数据库GEO下载基因芯片数据集GSE2037和高通量测序数据集GSE156143，分别对两个数据集中的葡萄糖和甘油碳源样本进行差异表达基因筛选，对筛选到的差异表达基因进行并集后，进行GO功能富集分析、KEGG通路富集分析以及蛋白质相互作用网络构建。【结果】筛选出701个差异表达基因，差异表达基因主要富集于小分子分解代谢过程、碳水化合物运输、趋化性等生物学过程，细胞器、细菌型鞭毛、甲基接受趋化蛋白复合物等细胞组分，离子跨膜转运蛋白活性、碳水化合物结合、肌动活动等分子功能以及不同环境中的微生物代谢和ABC转运体相关通路。此外，筛选出的14个核心基因在鞭毛合成和趋化中发挥作用。【结论】大肠杆菌在葡萄糖和甘油碳源培养条件下具有不同的基因表达模式，所确定的14种与趋化和鞭毛合成有关的基因有助于进一步揭示大肠杆菌在应对不同营养环境变化时采取的分子调控机制。     

紫外光B波段光信号调控植物生长发育的研究进展

光作为重要的环境因子从多方面调控着植物生长发育.植物能感知不同波段的光并做出适当的反应来适应环境中不断变化的光信号.研究发现,植物进化出不同的光受体来接收远红光、红光、蓝光和紫外光信号.在光受体下游,光信号经复杂的信号转导网络以及全基因组表达变化来指导植物的生长发育,使得植物能够适应周围的光照环境.紫外光B波段(UV-B)光受体UVR8(UV Resistance Locus 8)接收到UV-B光后将信号向下游传递,通过调控蛋白COP1(Constitutively Photomorphogenic 1)、RUP1/2(Repressor of UV-B Photomorphogenesis 1/2)和转录因子HY5(Elongated Hypocotyl 5)等核心信号因子将光信号传递到UV-B光应答基因,启动植物对UV-B光信号的响应.自2011年UV-B光受体被鉴定以来,近10年的研究逐步揭示了一系列UV-B光信号转导的分子机制,本文围绕相关研究进展进行综述.     

PDGFRA调控p53信号通路介导卵巢癌细胞增殖、凋亡和侵袭的作用及机制

为了探究血小板源性生长因子受体α(platelet derived growth factor receptor α,PDGFRA)调控卵巢癌细胞的增殖、凋亡和侵袭的作用以及具体机制，首先基于GEO数据库中相关基因芯片（GSE4122和GSE14407）分析验证PDGFRA在卵巢癌中存在的表达差异，再应用SangerBox在线分析PDGFRA与卵巢癌患者预后的关联性.构建PDGFRA过表达质粒，用MTT检测PDGFRA对OVCAR3细胞增殖的影响，用流式细胞术检测PDGFRA对OVCAR3细胞凋亡的影响，用Transwell检测PDGFRA对OVCAR3细胞侵袭能力的影响，用Western blot法检测p-p53、p53及p21蛋白的表达水平.结果发现：PDGFRA在卵巢癌中显著上调，与PDGFRA低表达患者相比，PDGFRA高表达患者的预后更差；与vector-NC相比，PAGFRA组细胞的增殖和侵袭显著提高，细胞凋亡及p-p53、p21蛋白的表达水平均显著下降.由此得出，PDGFRA通过介导p53信号通路调控影响OVCAR3细胞的增殖、凋亡和侵袭.     

基于生物信息学对肝细胞癌潜在枢纽基因的筛选及验证

目的:筛选网络数据库中肝细胞癌组织与非癌性肝组织中差异表达的基因,并探讨其中适合作为早期筛查肝癌及治疗晚期肝细胞癌(HCC)的分子标记.方法:从GEO数据库中下载3个数据集GSE121248、GSE101685和GSE14520,筛选差异表达显著的基因(DEGs),并对其进行基因功能富集和信号通路富集分析,利用STRING网站构建对应蛋白的相互作用网络,导入Cytoscape软件后用CytoHubb插件筛选处于关键位置前10位的枢纽基因.利用Kaplan-Meier生存分析比较枢纽基因表达差异对肝癌患者平均生存率的影响,并通过GEPIA验证枢纽基因在肝癌组织中的表达变化情况,进一步分析各枢纽基因所涉及的信号通路.结果:数据集GSE121248、GSE101685和GSE14520分别筛选出为187、536和253个DEGs(|log_2FC|2, adj.P0.01).Venn图显示3个数据集中共同包含的DEGs有87个,其所涉及的细胞功能为类固醇代谢和氧化还原酶活性,所涉及的通路为视黄醇代谢及p53信号通路.87个DEGs对应的69个蛋白的相互作用网络中,筛选最大团中心性(maximal clique centrality, MCC)前10位的枢纽基因为CDK1、CCNB1、TOP2A、PRC1、ECT2、RACGAP1、DTL、RRM2、ASPM和ESR1.Kaplan-Meier生存分析提示9个基因(CDK1、CCNB1、TOP2A、PRC1、ECT2、RACGAP1、DTL、RRM2和ASPM)高表达可能导致HCC患者的总生存期(OS)较差,而ESR1基因高表达时患者OS延长(P0.05).GEPIA分析369例HCC组织和160例正常肝组织的结果显示,CDK1、CCNB1、TOP2A、PRC1、ECT2、RACGAP1、DTL、RRM2和ASPM表达升高,而ESR1表达下调(|log_2FC|1,P0.05).这10个枢纽基因所涉及的信号通路主要为p53信号通路、细胞周期和孕酮介导的卵母细胞成熟.结论:9个枢纽基因CDK1、CCNB1、TOP2A、PRC1、ECT2、RACGAP1、DTL、RRM2和ASPM的高表达以及ESR1的低表达与肝癌患者的不良生存率密切相关,提示它们作为检测对象预测肝癌预后及作为干预靶点改善肝癌预后的可能.     

有氧运动对伴随衰老代谢综合征基因表达的调控

目的：探索有氧运动对代谢综合征患者血液基因表达的影响，分析运动前后血液转录表达谱的差异，研究差异表达基因涉及的功能与内在联系.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)下载GSE10540数据集mRNA芯片数据，对5名代谢综合征患者运动前后的mRNA表达谱数据进行基因集富集分析(GSEA),应用metascape软件进行功能富集(GO)和信号通路(KEGG)富集分析，用STRING数据库构建蛋白质相互作用网络.结果：运动后血样比较运动前共筛选出152个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),其中有54个基因上调，98个显著下调.GESA分析发现12个基因或通路在运动后表达谱中显著富集负相关，蛋白质相互作用网络筛选出9个关键蛋白.结论：代谢综合征患者运动前后血样相关DEGs揭示了代谢综合征的分子特征，这些基因可能与癌症发生之间呈负相关，这为进一步探讨有氧运动对代谢综合征患者健康改善的作用机制及关键调控分子提供了研究思路.     

肝细胞癌关键基因的生物信息学分析

肝细胞癌是一种高死亡率的原发性肝癌,其有限治疗和较低的化疗敏感性,使得迫切需要寻找潜在的临床治疗靶点和预后判断的生物标志物。为此,采用生物信息学方法对肝细胞癌发生发展的关键基因进行挖掘。从基因表达数据库(GEO)中下载数据集,并筛选差异表达基因,使用在线数据库DAVID 6.8对筛选到的DEGs进行基因本体(GO)富集分析和京都基因与基因百科全书(KEGG)通路分析,使用在线数据库STRING构建蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI),利用Cytoscape软件筛选核心DEGs,并进行GO和KEGG富集分析,使用UALCAN和Kaplan-Meier plotter在线数据库筛选并验证关键基因的表达以及生存预后。研究结果表明,筛选出6个关键基因RAD51AP1、FANCI、SMC2、POLE2、CENPN、WDHD1,与HCC的发生发展以及生存预后显著相关,可能是HCC的潜在治疗靶点,可能为HCC的内在机制的探究提供理论依据。     

UV-B胁迫对植物抗氧化酶活性的影响

随着污染物质尤其是氧化氮和氟氯烃等的排放、扩散,臭氧层被不断遭到破坏,以至于UV-B辐射大量到达地面.尽管近年来的研究发现UV-B(280～320 nm)实际上可以对许多水果,蔬菜和观赏作物的性能和营养质量产生许多有益的影响,但大多数研究表明增强UV-B辐射对作物有害.增强的UV-B辐射对生态系统及动植物的生长发育都有抑制效应,尤其是需要光源进行光合作用的植物.在长期进化下,植物对UV-B辐射形成了相应的响应机制:其中一条重要途径就是利用酶系统来修复或降低损伤,来维持正常的生理活动.本文研究了植物抗氧化酶系统对UV-B胁迫的响应机制及相关酶活性变化规律,并对今后植物响应UV-B辐射进行了展望.     

葛花解酲方作用于CCL2、BIRC5调控自噬治疗肝细胞癌的研究

为探讨葛花解酲方(GHJCF)通过调控自噬干预肝细胞癌进展的作用机制，根据GEO数据库中GSE45267和GSE87630肝癌数据集，将自噬相关的222个基因与GHJCF靶点和数据集的差异表达基因用韦恩图取交集得出关键基因，进行靶点预测并建立蛋白质-蛋白质相互作用网络图；随后利用生物信息学的方法进行临床因素相关分析和生存预后分析。最后使用分子对接进而筛选出GHJCF通过调控自噬干预肝细胞癌进展的作用机制，获得4个GHJCF介导自噬干预肝细胞癌的靶点。与对照组(癌旁组织)相比，肝癌组中CCL2、NFE2L2、FAS和BIRC5表达均具有显著差异；THPA数据库病理切片验证NFE2L2、CCL2、BIRC5等蛋白在正常组中低表达，在癌症组织中高表达；CCL2和BIRC5与性别、癌症分期、淋巴结转移具有显著相关性；5年生存预后分析显示两者都有预后价值；最后分子对接显示BIRC5蛋白能与GHJCF中的染料木素、槲皮素、葛根素和木犀草素成分结合且对接分数较高，CCL2能与槲皮素成分结合且对接分数较高。通过以上生物信息学分析，结合临床数据相关性，GHJCF可能通过染料木素、槲皮素、葛根素和木犀草素...     

外源一氧化氮供体SNP对UV-B辐射下红芸豆叶片中SOD,CAT和POD同工酶的影响

以对UV-B敏感的红芸豆为材料,采用一氧化氮的供体硝普钠(SNP)研究15μmol/(m<'2>·S)的UV-B辐射下SNP对植物抗氧化酶的影响.结果表明:红芸豆叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶等抗氧化酶活性的增加,同工酶电泳也显示100 μmolSNP促进SOD,CAT,POD同工酶的表达,特别是诱导一些同工酶条带提前出现,还出现一些单独UV-B处理所没有的条带.说明100μmolSNP可以提高UV-B作用下抗氧化酶的活性,在一定程度上减轻植物遭受UV-B伤害.     

小鼠烧伤后时序芯片数据分析及免疫标志物的初步筛选

目的:从基因转录水平探讨烧伤早期免疫系统功能变化情况,并筛选烧伤后免疫相关标志物,为临床诊疗提供新思路.方法:GEO数据库下载GSE7404数据集(小鼠,25%TBSA,3度),共获得32例基因表达谱数据.应用配对样本t检验和倍比法(fold-change,FC)筛选差异表达基因(P-value0.01和|lg FC|1).分别利用DAVID数据库和STRING数据库进行生物学过程功能富集分析及构建免疫相关蛋白互作网络.互作网络的模块及可视化分析应用Cytoscape软件进行,并用BINGO插件进行模块功能分析.结果:在烧伤后第1 d的基因表达谱的变化最显著,共1 825个差异基因被选出,其中上调基因658个,下调基因1 167个.功能富集分析显示刺激反应和免疫系统过程等生物学功能贯穿整个烧伤早期.蛋白互作网络分析表明LCK、CCR2、TLR2和My D88等免疫相关基因可能在烧伤早期免疫功能变化过程中起着重要的作用.结论:利用生物信息学方法,分析烧伤后时序基因芯片数据,可以有效地揭示烧伤后免疫系统潜在的分子机制,可以为早期诊断和治疗靶点的筛选提供新的思路.     

拟南芥中两种E3泛素连接酶拮抗调控UV-B信号的应答

<正>光形态建成是植物在幼苗期应答环境中的光信号,并调节自身组织和器官建成的发育过程.不同波段的光对光形态建成有不同的调控机制.植物对紫外光UV-B波段(280～315nm)十分敏感,低水平的UV-B能促进植物的光形态建成,对植物的正常生长发育有至关重要的作用.自植物UV-B光受体