肝细胞癌中异常甲基化差异表达基因的生物信息学分析

肝细胞癌是全球常见的高死亡率癌症之一,为找到可以作为其诊断和治疗的生物标志物,通过GEO数据库中的相关数据分析,获取异常甲基化差异表达基因;其中,甲基化下调表达上调的交集基因68个,甲基化上调表达下调的交集基因59个.对所获取的基因进行功能和通路富集分析,进而阐明与肝细胞癌相关的生物学功能及通路;构建蛋白互作网络并对其...     

肾透明细胞癌关键枢纽基因的筛选及生物信息学分析

目的:旨在通过生物信息学方法筛选与肾透明细胞癌(ccRCC)发生、发展相关的关键枢纽基因.方法:从公共基因数据库下载ccRCC基因芯片数据集(GSE66270)并筛选ccRCC组织与正常癌旁组织样本间的差异表达基因.R软件的clusterProfiler程序包用于差异表达基因的基因本体(GO)功能注释、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析.使用STRING数据库、Cytoscape软件构建蛋白互作网络(PPI)并筛选关键枢纽基因.通过GEPIA数据库对关键枢纽基因进行验证和预后分析.结果:共筛选出280个差异表达基因.GO分析结果显示差异表达基因在离子的稳态、跨膜转运和离子跨膜转运蛋白活性中显著富集.KEGG富集分析结果显示,差异表达基因主要参与PPAR信号通路、补体和凝血级联反应以及胆固醇代谢等相关肿瘤信号通路.从差异表达基因中筛选出7个关键枢纽基因,包括3个上调基因C3、CXCR4、CXCL9和4个下调基因EGF、ALB、KNG1、CASR.生存分析结果显示,关键枢纽基因C3和CASR与ccRCC患者的预后不良相关.结论:通过生物信息学方法筛选了与ccRCC发生、发展相关的差异表达基因,筛选出的关键枢纽基因可为后续找到用于ccRCC临床诊断与治疗的靶点提供了理论依据.     

乳腺癌-冠心病共享生物标志物筛选

运用生物信息学方法筛选乳腺癌-冠心病标志物,为乳腺癌诱发的冠心病治疗提供潜在的作用靶点.从基因表达数据库(gene expression omnibus,GEO)中下载乳腺癌和冠心病相关表达谱芯片数据,使用GEO2R筛选差异表达基因,依据Venn图交集获取差异共表达基因,通过DAVID网站进行基因功能注释(gene ontology,GO)及京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)生物功能富集分析,STRING网站和Cytoscape 3.7.2软件进行蛋白互作分析.GE-PIA和Kaplan-Meier Plotter进行对乳腺癌患者hub基因mRNA表达水平和预后分析.结果表明:2个数据集筛选得到差异表达基因286个,基于在乳腺癌中mRNA显著性表达水平筛选出45个基因.GO功能富集分析发现差异表达基因主要在泛素蛋白转移酶活性、糖蛋白结合、泛素蛋白连接酶结合等生物学过程发挥作用.KEGG分析显示差异基因主要参与缝隙连接、肾素分泌、5-羟色胺能突触、谷氨酸能突触、血管平滑肌收缩、血小板活化、癌细胞蛋白多糖等多条信号通路.基因mRNA表达水平和预后分析显示NLN、POSTN、MAPT、MYO6、MAP1B、FBXO31、KIT、PIK3R1等8个与冠心病相关的hub基因参与乳腺癌的发生、发展过程.NLN、POSTN、MAPT、MYO6、MAP1B、FBXO31、KIT、PIK3R1可作为检测乳腺癌诱导冠心病的潜在标志物.     

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.     

基质细胞评分的胃癌临床意义及胃复春胶囊干预机制

采用生物信息学方法分析基质细胞与胃癌的临床特征关联，预测胃复春胶囊的干预机制。从TCGA数据库下载胃癌活检数据，基于ESTIMATE计算基质细胞评分(stromal score, STRS)并以中位数为分组依据，分析STRS与患者临床信息关联并筛选DEGs(differentially expressed genes)作为潜在干预靶点。基于胃复春胶囊入血成分预测药物靶点，DEGs与药物靶点取交集并通过PPI网络及MCODE筛选核心子网络及基因，分析生存预后及不同分期表达。构建药味-入血成分-靶点网络筛选核心成分并进行ADMET预测及分子对接验证。交集靶点进行GO(gene ontology)、KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集。结果表明：STRS与生存时间显著相关且随Stage及T分期显著升高，分析得DEGs 1 975个；胃复春胶囊入血成分75个，对应靶点663个，交集靶点107个；核心子网络4个，其中VCAM1、SERPINE1、TLR4、FGF1为核心靶点，SERPINE1、PDGFRB表达与生存时间相关极显著(P<...     

基于网络药理学探究黄酮对2型糖尿病的作用机制

应用网络药理学的方法探究了已分离得到的6个黄酮与2型糖尿病相互作用的机制.通过相关数据库的筛选与预测,获得了化合物与疾病的靶基因,进一步得到了两者的交集基因;通过Cytoscape 3.8.0软件构建了这些化合物与2型糖尿病相关的PPI网络与成分-疾病-靶点网络图;通过R语言半编程程序对交集基因进行生物功能富集和通路富...     

加权基因共表达网络分析筛选胰腺癌肿瘤免疫相关基因

分析胰腺癌免疫浸润,以期寻找胰腺癌免疫治疗的潜在靶点. 利用加权基因共同表达网络分析方法和CIBERSORT算法分析TCGA数据库中胰腺癌的基因表达数据,识别与B细胞免疫浸润水平相关的基因模块. 通过共表达网络和PPI交互网络分析,确定了9个枢纽基因CD79B、MYC、BANK1、TIMELESS、CD19、ATF3、ITGAL、IKZF3和RRAGB. 通过TIMER、Kaplan-Meier和差异表达基因等分析, 结果显示ITGAL在B细胞中高表达,在胰腺癌组织中显著上调,且该基因在胰腺癌中高表达与预后良好显著相关.     

NFATc3敲除对肝癌细胞转录组的影响及其潜在靶基因的初步筛选

目的 探究NFATc3基因敲除对肝癌细胞转录组的影响，并对NFATc3调控的靶基因进行初步筛选，以期为明确NFATc3靶基因及寻找新的抗肝癌治疗靶点提供依据。方法 利用敲除NFATc3的SMMC7721细胞，在有或无仙台病毒(Sendai virus, SeV)感染时进行转录组测序(RNA sequencing, RNA-Seq)检测，并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。对两组测序数据差异基因交集中的免疫相关基因进行PPI蛋白网络互作分析，并利用qRT-PCR实验验证敲减或过表达NFATc3对肝癌细胞内S100A8和S100A9表达水平的影响。利用数据库数据，分析肝癌中S100A8和S100A9 mRNA表达水平及预后。结果 经RNA-seq分析发现，肝癌细胞中NFATc3敲除后差异表达基因主要富集在发育、代谢、细胞外基质和血管生成等通路。PPI蛋白网络分析发现S100A8和S100A9可能是NFATc3的重要靶基因。qRT-PCR实验结果显示敲除或敲减NFATc3均可上调S100A8和S100A9的表达，而表达外源NFATc3则可下调S100A8/S100A9的表达。数据库分...     

具有预后价值的乳腺癌发病关键基因鉴别研究

目的:筛选与乳腺癌发病相关的关键基因,为研究乳腺癌的诊疗提供新的潜在分子靶标.方法:使用GEO2R在线工具比较乳腺癌与正常乳腺组织基因表达情况,进行差异显著性分析,利用基因功能注释工具DAVID对差异基因进行GO和KEGG富集分析.通过STRING数据库构建差异基因的蛋白互作网络,基于最大团中心性(maximal clique centrality,MCC)算法鉴别关键基因,利用Kaplan Meier生存分析验证关键基因对患者生存时间的影响.结果:乳腺癌基因表达差异分析共产生491个差异基因,其中有254个上调,237个下调.GO富集分析表明差异基因显著富集于肿瘤相关的生物学过程、细胞组分和分子功能,KEGG通路富集分析主要集中于PI3K-Akt信号通路、黏附斑和癌症通路.基于MCC算法共选取10个关键基因,其中的4个基因(ISG15,IFIT1,GBP1和IFI27)过表达与患者生存时间显著降低密切相关(P0.05).结论:共鉴别了4个与乳腺癌发病密切相关的关键基因,相关研究结果可为研究乳腺癌的诊疗提供新的潜在分子靶标.     

结直肠癌细胞过表达tricellulin促进人脐静脉内皮细胞侵袭转移

三细胞间紧密连接蛋白tricellulin在结直肠癌组织中高表达,且与结直肠癌的不良预后相关。血管生成是肿瘤侵袭转移的重要因素之一,血管内皮细胞在血管新生过程中起决定作用。研究tricellulin与内皮细胞的关系对探索肿瘤侵袭转移机制具有重要意义。本研究通过western blot观察结直肠癌细胞株与正常结肠上皮细胞株中tricellulin的差异表达,通过基因工程技术调控结直肠癌细胞HCT116中tricellulin的表达,transwell小室检测过表达tricellulin前后结直肠癌细胞侵袭能力变化及其上清液对人脐静脉内皮细胞（HUVEC）侵袭能力的影响,ELISA实验检测过表达tricellulin前后MMP2、MMP7的表达变化。结果显示：过表达tricellulin可增强HCT116细胞的侵袭能力,并且其上清液可增强HUVEC细胞的侵袭能力;过表达tricellulin可增加MMP2、MMP7的表达。说明人结直肠癌细胞过表达tricellulin可促进结直肠癌细胞侵袭迁移,并通过影响MMP2、MMP7的表达调控HUVEC细胞的侵袭转移。     

基于生物信息学和机器学习探究溃疡性结肠炎能量代谢关键基因及其潜在机制

为鉴定溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)中与能量代谢相关的关键基因,通过从GSE87466数据集中提取能量代谢相关基因的表达量并进行差异分析后对其进行富集分析,使用最小绝对收缩和选择算子(the least absolute shrinkage and selection operator, LASSO)算法和支持向量机器-递归特征消除(support vector machine-recursive feature elimination, SVM-RFE)算法识别UC能量代谢关键基因,对关键基因进行富集分析、免疫浸润分析、关键基因靶向药物预测和构建ceRNA网络,最后用GSE75214作为验证集对关键基因的表达进行验证。结果表明：共筛选出32个与能量代谢相关基因,通过LASSO和SVM算法鉴定出5个关键基因(SLC16A1、ACSF2、NR1H4、CHST11和CBR3)。单基因富集结果显示关键基因通过糖酵解/葡萄糖新生、丁酸代谢、丙酮酸代谢等途径参与UC的发生发展。验证集GSE75214对关键基因进行验证发现表达均具有差异。为从能量代谢角度治疗溃疡性结肠...     

补骨脂乙素治疗溃疡性结肠炎的分子作用机制

利用网络药理学方法联合GEO基因芯片及分子对接探索补骨脂乙素治疗溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)的潜在作用机制.通过PubChem等数据库预测补骨脂乙素靶点;在GeneCards、DisGeNET等数据库检索UC作用靶点合并GEO芯片提取的差异基因去重后得到UC靶点,对药物与疾病交集基因进行富集分析;构建交集基因蛋白互作网络筛选出核心靶点,分子对接初步验证药物与核心靶点的结合活性.结果:筛选出交集基因107个;富集分析显示基因功能多与炎症相关;筛选得到核心靶点AKT1、MMP9、EGFR、IGF1、SRC;分子对接模拟验证显示药物与核心靶点之间有较好的结合活性.提示补骨脂乙素可能通过作用于核心靶点调节炎症相关信号通路进而发挥抗UC的作用,可为后续深入研究提供数据支持.     

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.     

丙酮酸羧化酶在结直肠癌中的表达及其生物学意义

目的:检测丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase,PC)在结直肠癌及相应癌旁组织中的表达,并分析PC在结直肠癌发生及进展过程中可能的生物学意义.方法:首先采用免疫组织化学方法测定PC在结直肠癌及相应癌旁组织(距离肿瘤边缘5cm)中的表达水平;SPSS软件统计分析PC蛋白表达水平与结直肠癌患者年龄、性别、肿瘤浸润深度、淋巴结转移、Dukes’分期及病理分化程度等临床病理指标之间的关系,同时分析PC蛋白表达水平与患者生存预后的关系;此外,利用R2数据库http://hgserver1.amc.nl/cgi-bin/r2/main.cgi中的大数据分析PCmRNA基因表达水平对结直肠癌患者预后的影响.结果:PC在结直肠癌组织中的表达水平高于其对应的癌旁组织(P0.01);而且PC高表达与肿瘤浸润深度、病理分化较差及患者临床分期较高有关(P值均0.05);此外,PC的表达与患者生存预后显著相关,PC高表达的患者预后较差(P0.001).结论:PC在结直肠癌组织中高表达,PC与结直肠癌的发生及进展密切相关,是结直肠癌患者独立的预后因素,因此PC可作为治疗结直肠癌的潜在临床靶点.     

基于网络药理学的桑白皮治疗2型糖尿病的作用机制

通过网络药理学和分子对接方法探讨桑白皮治疗2型糖尿病的作用机制。运用中药系统药理学数据库与分析平台筛选桑白皮的活性成分及相应作用靶点,借助DrugBank、GeneCards和TTD数据库检索疾病靶点。活性成分靶点与疾病靶点取交集得到桑白皮作用于2型糖尿病的预测靶点,构建活性成分-潜在靶点网络图和关键靶点蛋白质-蛋白质相互作用(protein protein interaction, PPI)网络。将交集基因进行基因本体(gene ontology, GO)分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析;最后应用AutoDock软件进行活性成分及关键靶点之间的分子对接验证。预测得到桑白皮活性成分25个,桑白皮与疾病的交集靶点126个。PPI网络发现AKT1、IL-6、TNF、VEGFA、TP53、CASP3等可能是桑白皮治疗2型糖尿病的关键靶点。GO富集分析涉及细胞因子信号转导通路、对脂质的反应和凋亡信号通路等生物过程。KEGG通路分析涉及糖尿病并发症中AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路、T...     

基于生物信息学方法分析GABRD基因在结肠癌中的表达及预后情况

采用生物信息学方法探讨GABRD基因在结肠癌样本中的表达及预后情况。通过UCSC XENA下载33种肿瘤类型和正常组织的RNA序列数据和相关临床数据,使用R软件分析GABRD基因在结肠癌样本中的表达,并筛选共表达基因,对其进行富集分析;分析GABRD基因对结肠癌患者生存及预后的影响,并建立预后列线图;构建GABRD基因的蛋白质-蛋白质相互作用(protein-proteininteraction, PPI)网络并筛选关键模块及枢纽基因,验证枢纽基因的生存及临床诊断价值。结果表明：GABRD基因在结肠癌样本中高表达并影响患者生存,筛选得到369个共表达基因,基因本体论(gene ontology, GO)功能富集发现其主要参与G蛋白偶联等生物学过程,京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)通路富集显示其主要参与AMPK等信号通路;构建出由51个节点和523个连接组成的PPI网络,筛选枢纽基因5个,其中2个显著影响生存,5个具有临床诊断价值。综上,GABRD基因在结肠癌样本中高表达,影响结肠癌患者生存及预后,可能...     

基于网络药理学和分子对接技术探讨槐花止血的作用机制

目的:基于网络药理学和分子对接技术探讨槐花止血的作用靶点及信号通路，明确其疗效机制。方法:从TCMSP中检索出槐花的有效活性成分，收集其靶点；通过GeneCards数据库收集止血相关的疾病靶点，取与药物靶点重复的靶点作为关键靶点，使用Cytoscape软件构建“药物-有效成分-靶点”网络，利用String数据库构建蛋白互作网络，应用DAVID数据库对核心靶点进行GO功能及KEGG通路富集分析，最后利用分子对接技术初步验证。结果:最终获得6个槐花活性成分，68个交集基因。蛋白互作分析发现JUN、TNF和MAPK1止血的作用，GO功能富集得到407个条目，KEGG通路富集分析得到151条信号通路，且发现槐花止血主要通过TNF signaling pathway、Hepatitis B等信号通路进行调控。分子对接显示isorhamnetin、beta-sitosterol等成分与MAPK1、TNF和JUN等靶点有较强亲和能力。结论:槐花可能通过isorhamnetin、quercetin-3’-methyl ether等化学成分调控TNF signaling pathway等信号通路上的MA...     

低能离子束辐照诱导的水稻差异表达基因的调控网络研究

用基因芯片检测鉴定离子束辐照下水稻中的差异表达基因（DEGs）.结果共检测到26个上调和6个下调的差异表达基因.共表达网络分析（RiceNET）表明,这些基因都存在着直接或间接的互作网络,暗示水稻存在着以前没有充分认识的基因网络.为进一步研究植物应答离子束辐照候选基因提供了基础.     

犬乳腺癌基因表达特征及肿瘤预后标志物分析

目的 探索犬自发性乳腺癌的基因表达特征和预后标志物。方法 从公共数据库获取多个犬乳腺癌转录组数据集，校正合并获得大样本量的整合数据集。通过生物信息学分析与疾病预后相关的基因聚类，筛选与预后不良相关的特征性基因并在细胞水平进行验证。结果 共识聚类分析获得的聚类3与犬乳腺癌的低生存率相关，其特征性基因主要富集于细胞增殖相关信号通路。经过单因素分析并与人类数据集提取交集基因，获得11个与乳腺癌预后不良相关的跨物种保守性关键基因。利用犬乳腺癌细胞系证实其中的ZBTB16和ABI3BP基因参与调节乳腺癌细胞增殖。结论 成功获得一组保守性风险基因，可作为生物标志物用于犬自发性乳腺癌及犬乳腺癌动物模型的疾病分型和预后评估。