结直肠癌与糖尿病关联的关键基因鉴定与机制探讨

目的 鉴定糖尿病与结直肠癌的关键基因并探讨其关联机制。方法 对TCGA结直肠癌差异表达基因与糖尿病相关基因取交集后做富集分析,并通过Cytoscape软件等开展蛋白互作网络分析,最后通过GEO进行外部验证。结果 筛选出31个交集基因集,富集分析表明其与胰岛素分泌及2型糖尿病等有关。蛋白互作网络分析鉴定了2个关键基因CD36和SERPINE1,它们分别在结直肠癌中低表达和高表达（P <0.05）,且均为不良预后因素。结论 糖尿病和结直肠癌的共同关键基因CD36和SERPINE1可能通过糖尿病相关途径影响了结直肠癌患者的生存预后。     

腺病毒介导的SPINK6表达在肝癌细胞QGY-7703中功能的初步研究

为了探讨SPINK6对肝癌细胞的抑制作用,使用缺陷型腺病毒载体构建载有SPINK6基因的重组腺病毒,感染肝脏肿瘤细胞QGY-7703,上调SPINK6蛋白的表达.通过CCK8细胞增殖实验和软琼脂克隆形成实验证实SPINK6对QGY-7703细胞生长的抑制,通过Transwell实验和细胞划痕试验证实SPINK6对QGY-7703细胞的体外细胞迁移与侵袭能力的抑制,为我们进一步揭示SPINK6的作用机制奠定了基础.     

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...     

基于GEO数据库和转录因子调控网络的结核病药物作用靶点筛选及其作用机制

目的 基于GEO数据库和转录因子调控网络筛选抗结核病药物及药物作用靶点。方法 通过NCBI的GEO数据库,筛选结核病患者和健康者之间差异表达的基因;通过AnimalTFDB 3.0数据库预测差异表达基因中的转录因子,并构建转录因子调控网络;通过调控网络中的关键基因筛选相关miRNA,并筛选关键节点,初步阐明结核病致病的分子机制。结果 通过GEO数据库检索,筛选出的差异表达基因为784个;通过AnimalTFDB 3.0数据库筛选出23个转录因子和对应的790个靶基因,构建了转录因子-靶基因的调控网络;通过TargetScanHuman 7.2查询到关键节点对应的miRNA,构建“转录因子-靶基因-miRNA”调控网络,筛选出4个结核病药物靶点(EP300,CREBBP,ELAVL1,HSP90AA1),阐明了其与转录因子和miRNA之间的调控机制。结论 通过构建结核“转录因子-靶基因-miRNA”网络,筛选出结核病新的潜在药物作用靶点——EP300、CREBBP、ELAVL1、HSP90AA1;同时发现,EP300、CREBBP、HSP90AA1通过激活转录因子STAT2,导致机体内炎...     

基于加权基因共表达网络分析挖掘茯苓抗食管癌作用靶点

该研究利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)探讨茯苓抗食管癌的潜在作用靶点，为食管癌的临床诊治开创新思路.首先在中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)数据库中筛选出茯苓的有效活性成分及对应靶点，运用Cytoscape软件中鉴定候选药物作用靶点，接着在癌症基因组图谱(TCGA)数据库和基因表达谱差异(GEO)数据库中下载肿瘤相关基因表达数据集，通过WGCNA鉴定出与食管癌紧密相关的基因，并将鉴定出的基因与茯苓的候选药物作用靶点进行比对，确定茯苓抗食管癌的潜在作用靶点，最后采用RT-PCR的方法对筛选出核心基因在人食管癌细胞中的表达量进行检测.结果共获得34种茯苓有效活性成分，及17个对应靶点，主要候选药物作用靶点为：CHRM1、NCOA2、PGR、ADRA1B、ADH1B、PTGS2.其中ADH1B为茯苓抗食管癌的潜在作用靶点.筛选出DLGAP5、MCM2、CCNA2、CDK1、TPX2、TRIP13、KIF23、KIF2C、CENPF、CHAF1A等10个核心基因，其中CHAF1A和MCM2的表达水平对食管癌患者的预后具有影响.RT-PCR结果显示，CDK1、CHAF1A、TP...     

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.     

FEZF1在结直肠癌组织和癌旁正常组织中的表达及临床意义

本文旨在探究FEZF1蛋白在结直肠癌组织和癌旁组织中的表达和其临床意义.通过免疫组化实验和Western Blot实验以及细胞实验,发现FEZF1在结直肠癌组织中低表达,并且其表达与肿瘤淋巴结转移(tumor node metastasis,TNM)分期具有显著相关性,在FEZF1低表达时,RKO细胞增殖和迁移能力提高,FEZF1高表达时RKO细胞增殖能力减弱.本研究证明了FEZF1是结直肠癌中的一个低表达蛋白,其表达与结直肠组织癌变的发生、发展相关,并且FEZF1会抑制结直肠癌细胞的增殖和迁移.     

基于GEO和分子对接的荔枝核黄酮类化合物治疗冠状病毒肺炎机理研究和3CLpro抑制剂虚拟筛选

挖掘冠状病毒感染肺炎的潜在靶基因,以及筛选荔枝核中抑制冠状病毒3CL蛋白酶(3CLpro)的黄酮类化合物.利用GEO数据库下载SARS-CoV感染的小鼠肺炎的基因集,利用R语言筛选差异表达基因.通过文献筛选荔枝核的黄酮类化合物,采用SWISS数据库、DRAR-CPI服务器预测化合物潜在作用靶点.使用String数据库构建成分靶点-疾病靶点互作网络,通过Cytoscape的cytoHubba插件筛选核心靶点.通过DAVID进行GO和KEGG分析,预测冠状病毒感染肺炎的发病机制及荔枝核黄酮类化合物的作用机制.借助分子对接虚拟筛选治疗冠状病毒感染肺炎的黄酮类化合物.筛选得到761个差异基因作为冠状病毒感染肺炎的潜在关键基因,其中上调757个,下调4个,它们主要富集在单纯疱疹感染、PI3K-Akt信号通路、甲型流感、炎症免疫等信号通路.荔枝核中19个黄酮类化合物可作用于380个靶点,在成分靶点-疾病靶点互作网络中挖掘得到100个核心靶点,它们参与调控PI3K-Akt、HIF-1等多条信号通路.分子对接结果显示,柚皮芸香苷、柚皮苷、原花青素A2、原花青素、芦丁5个黄酮类化合物与3CLpro抑制剂...     

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.     

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.     

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.     

利用生物信息学筛查APAP诱发ALF患者外周血中的关键基因

从GEO数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)下载数据集GSE80751,该数据集包含22例人体血液样本(对照组5例,ALI组5例,ALF组12例),以|Log FC|>1.5,P<0.05分别筛选出急性肝损伤(acute liver injury, ALI)组与对照组、急性肝衰竭(acute liver failure, ALF)组与对照组的差异表达基因,并分别对其进行功能富集分析和信号通路富集分析,筛选对乙酰氨基酚(acetaminophen, APAP)诱发ALF过程中的关键基因及重要通路.其次构建差异表达基因在蛋白层面的生物网络,并将网络数据导入Cytoscape实现可视化,利用Cytoscape中的插件寻找与疾病发生密切相关的功能模块及核心基因.以ALI组数据为对照,重点分析了ALF组数据,结果筛选出ALF组满足阈值要求的差异表达基因共266个,包括上调基因239个,下调基因27个,其中ALF组中特异性上调基因120个,特异性下调基因15个,且基因NAMPT在ALI组表达上调,在ALF组表达下调.ALF组差异表达基因的GO分析结果显示,上调基因主要参与细胞分化和细胞周期调控等过程,下调基因主要参与免疫反应和细胞因子介导的炎症反应等过程.KEGG通路分析结果显示,上调基因主要富集于细胞周期调控、系统性红斑狼疮、补体和凝血级联等通路,下调基因没有富集到明显通路.对比分析ALI组和ALF组所获取的疾病相关功能模块,发现p53信号通路与ALF的发生具有相关性.利用cytoHubba插件中的网络拓扑算法MCC在ALF组差异表达基因中共筛选出25个显著差异表达基因,且都表达上调,进一步验证其在发生ALF的肝组织细胞中的差异表达情况,发现NCAPG、DLGAP5、TOP2A、ASPM、NUSAP1和MKI67在ALF组血液细胞和肝细胞中都显著差异表达.本文分析结果表明,细胞周期调控,免疫、炎症反应,细胞增殖与衰老等生物过程和p53信号通路可能与ALF的发展过程相关,基因NCAPG、DLGAP5、TOP2A、ASPM、NUSAP1、MKI67和NAMPT可能是研究APAP诱发ALF发生的新靶点和潜在血液标志物.     

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.     

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。     

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.     

太空诱变宫颈癌细胞的差异表达基因初探

将搭载于“神舟四号”飞船飞行返地后的宫颈癌Caski细胞进行单克隆化,筛选出生长速度快于对照组、编号为44F10的细胞克隆,G1期细胞减少,S期细胞增多,成瘤能力增强;编号为48A9的细胞克隆细胞学行为与之相反,与对照组差异均有显著性(P<0.05)。为了解太空诱变肿瘤细胞生物学行为改变的机制,从分子水平入手研究经太空诱变的宫颈癌细胞和地面对照细胞的差异表达基因。应用含2747个人类肿瘤相关基因的Oligo双通道芯片研究差异表达基因。分别抽提44F10、48A9组和地面对照细胞的总RNA,逆转录cDNA并标记探针。将实验组和对照组cDNA探针混合,分别与同一张芯片杂交后,用不同的波长扫描荧光强度,从而筛选出差异基因。44F10组有16个基因呈现差异表达,48A9组有36个基因呈现差异表达。差异性表达主要涉及细胞凋亡、细胞增殖、细胞周期调控和信号转导的基因。促进细胞增殖的基因在44F10组中表达上调,而在48A9组中限制细胞增殖的基因表达上调。研究表明,太空诱变宫颈癌细胞的差异表达基因导致了细胞生物学行为的改变。     

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.     

基于RNA-seq的HBSS诱导细胞自噬的组学分析及实验验证

为寻找Hank’s平衡盐溶液(HBSS)诱导细胞自噬的调控蛋白,对HBSS诱导大鼠肾上皮(NRK)细胞株的细胞自噬现象进行转录组分析和实验验证.用HBSS分别处理细胞不同时长,结合LC3B-Ⅱ蛋白表达量和细胞存活率确定最佳诱导时间.根据最佳诱导时间制作细胞样品,进行转录组测序(RNA-seq),原始数据质控过滤后进行注释和分析.选取表达差异变化排序靠前的基因进行敲降实验,筛选具有潜在调控功能的蛋白质,接着用荧光定量PCR实验对该蛋白质的上游基因表达情况进行辅助验证.结果发现,HBSS诱导细胞自噬的最佳诱导时间为3 h;在转录组结果中共鉴定到32 305个基因,477个差异表达基因,差异基因的GO和KEGG富集分析结果显示这些基因主要参与代谢底物分解、氨基酸转运以及蛋白质修饰调控等信号调控通路;免疫印迹结果表明干扰基因Sat1的表达可以降低细胞内LC3B-Ⅱ的表达水平.本研究围绕HBSS诱导细胞自噬进行转录组学测序分析,并通过实验发现了影响LC3B-Ⅱ表达的潜在功能调控基因Sat1.综合考虑所有实验结果,Sat1可能通过GO和KEGG显著富集的信号通路影响HBSS诱导的细胞自噬,这些发现...     

基于网络药理学研究雷公藤抗肝癌的分子机制及初步验证

基于中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）筛选雷公藤抗肝癌的有效成分,采用GeneCards、OMIM、Drugbank、GEO等疾病数据库筛选差异性表达基因,找到相互映射的核心物质及靶点,构建药效成分-靶点（C-T）网络、蛋白互作网络（PPI）,进行gene ontology （GO）和Kyoto encyclopedia of genes and genomes （KEGG）富集分析,获知其生物学机制,并利用分子对接技术和生物学实验进行验证。结果表明,雷公藤的主要药效成分为雷公藤甲素和雷公藤红素,PTGS2、CXCL8、TGFB1、STAT3等核心靶点主要富集于癌症及多条炎症因子的相关通路中,雷公藤甲素与PTGS2以及雷公藤红素与PTGS2、CXCL8、STAT3有着很强的结合活性,雷公藤甲素和雷公藤红素可以抑制PTGS2和STAT3蛋白的表达。以上结果表明,雷公藤可能作用于这些靶点,通过调控细胞的增殖和凋亡,发挥抗炎、调节免疫的作用,从而抑制肝癌的恶化。     

色胺酮在食管癌化疗耐药过程中的作用

为研究色胺酮对食管癌化疗药物顺铂耐药性的抑制作用及其作用机制,设计食管癌Eca109细胞及其顺铂耐药株Eca109/cDDP细胞的顺铂及色胺酮不同处理组,根据实验目的选择不同的处理方式.利用实时荧光定量PCR检测Eca109和Eca109/cDDP细胞中多药耐药基因1(MDR1)及谷胱甘肽-巯基-转移酶-pi基因(GST-pi)的mRNA表达水平;免疫印迹和免疫荧光技术检测Eca109细胞和Eca109/cDDP细胞中MDR1和GST-pi蛋白的表达水平;细胞计数试剂盒(cell counting kit,CCK-8)法检测细胞增殖以及基因敲降后的回补效果.结果表明:色胺酮不仅显著抑制了食管癌细胞顺铂耐药株Eca109/cDDP细胞中MDR1基因的表达,而且MDR1和GST-pi蛋白的表达也受到了显著的抑制;色胺酮不但能抑制Eca109细胞的增殖能力,对耐药株Eca109/cDDP细胞增殖也存在抑制作用;色胺酮逆转耐药性的能力依赖于对MDR1和GST-pi的表达抑制.综上分析,色胺酮能够通过抑制MDR1和GST-pi蛋白的表达来逆转食管癌细胞顺铂耐药株的耐药性,是一种潜在的化疗辅助药物.