浆液性卵巢癌铁死亡关键基因的筛选及[]生物信息学分析

利用生物信息学方法筛选浆液性卵巢癌相关铁死亡关键基因,并预测其生物学功能。从GEO数据库中获得有关浆液性卵巢癌的数据集GSE54388和GSE12470,采用R语言中的“Limma”包分析挑选浆液性卵巢癌上皮组织与正常卵巢上皮组织中差异表达基因,绘制火山图、热图。利用Venn软件在线工具绘制GSE54388,GSE12470,FerrDb三个数据集韦恩图。对相关基因进行功能富集分析、蛋白互作分析、生存分析,对关键基因绘制ROC曲线进行诊断分析。采用GEPIA2 数据库对筛选基因进行验证,并进行免疫浸润分析。结果发现:从GSE54388中筛选出2458个差异基因,其中上调1309个,下调1149个。从GSE12470中筛选出3534个差异基因,其中上调1 837个,下调1 697个。与铁死亡基因数据集取交集,共得到16个差异基因,蛋白互作网络筛选出7个基因构建的关键模块,绘制生存曲线发现浆液性卵巢癌患者中5个基因与患者总生存率不良相关,其中NRAS,PSAT1,CDKN2A,GDF15这4个基因高表达,CAV1低表达。ROC曲线显示这5个基因中CAV1,NRAS,PSAT1的AUC诊断曲线面积大于0.95,有较高的诊断价值。GEPIA2 数据库验证发现5个基因的表达情况与预测相符,仅NRAS基因表达在浆液性卵巢癌患者Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期有显著差异(P<0.05)。免疫浸润分析发现CDKN2A表达与aDC细胞浸润水平呈正相关(P<0.05,spearman相关系数0.353);CAV1表达与Mast细胞浸润正向关(P<0.05,spearman相关系数0.327);NRAS与T helper细胞浸呈正向关(P<0.05,spearman相关系数0.362)。通过生物信息学方法筛选出与浆液性卵巢癌铁死亡相关的5个基因CAV1,NRAS,PSAT1,CDKN2A,GDF15,可能在浆液性卵巢癌的发生发展中起重要作用,有望成为该病诊断、治疗和预后的潜在分子生物标志物。     

基于蛋白质互作网络的COVID-19对肺动脉高压的影响机制

通过构建肺动脉高压差异基因和冠状病毒侵入人体后免疫反应相关基因的互作网络,探索COVID-19对肺动脉高压的影响机制。首先通过Meta分析挖掘肺动脉高压相关差异表达基因;其次通过SARS-CoV侵染人体后的基因表达数据,挖掘主要功能通路;最后构建肺动脉高压差异表达基因和冠状病毒主要功能通路基因的互作网络,挖掘网络的显著功能模块。发现肺动脉高压与血管平滑肌细胞、成纤细胞、T/B细胞免疫过程、转录调节因子通路、Toll样信号通路等密切相关,互作网络发现ITGAM、HBB、VCAM1、IL1R2等基因是COVID-19感染肺动脉高压患者的重要调节基因。通过肺动脉高压与冠状病毒感染机体后蛋白质互作网络探索了COVID-19对肺动脉高压的影响机制,为肺动脉高压感染COVID-19的研究及治疗提供了新思路。     

基于ceRNA网络识别登革热诊断标志物

通过比较登革热患者和健康人群转录组数据,识别差异基因,构建失调ceRNA网络,筛选关键基因富集分析,解析潜在生物学功能,助力登革热诊断标志物的研究。从GEO数据库下载登革热外周血芯片数据,识别差异基因并进行富集分析。结合miRNA-mRNA互作数据,利用超几何算法和皮尔森相关性计算方法识别登革热失调ceRNA互作对,使用Cytoscape软件可视化ceRNA网络与模块挖掘,对网络模块进行功能富集及外部数据验证表达模式。筛选出251个差异基因,发现其富集在细胞周期等生物学通路中。经外部数据验证,网络模块基因的表达趋势与训练集数据大致相同,表明模块基因在登革热疾病中的潜在诊断效能。本研究可为确定有效的疾病诊断分子标志物提供思路。     

基于共表达网络和蛋白互作分析挖掘小麦赤霉病抗性相关核心蛋白

高通量蛋白组学技术能够鉴定小麦特定组织的蛋白表达水平,对小麦穗轴混池蛋白组学分析得到的632个差异表达蛋白数据进行共表达网络分析,同时筛选显著表达模块进行蛋白质互作分析,以期挖掘出与小麦赤霉病抗性相关的蛋白。WGCNA分析结果共构建了12个表达模块,其中模块6与赤霉病抗病呈极显著相关,模块8显著相关。蛋白互作网络分析筛选到7个候选蛋白,分别为参与毒素降解的GST （glutathione S?transferase）和AdoMet?MTase（S?adenosylmethionine?dependent methyltransferase）,参与光合作用的IM30（membrane?associated 30 Da, chloroplastic）、PnsL2（photosynthetic NDH subcomplex L 2）和PPL1（PsbP?like protein 1）,以及抗逆相关的UCHL（ubiquitin carboxyl?terminal hydrolase）和MetAP2（methionine aminopeptidase 2）。这些蛋白可能在赤霉病抗、感病响应中具有重要作用,值得进一步研究。     

基于WGCNA发掘缺磷、红光和黄光处理下三角褐指藻岩藻黄素合成关键基因

加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)是一种分析多个样本间基因表达模式的方法,可将表达模式相近的基因聚类并发掘与特定的性状或表型相关的关键基因。本研究采用转录组测序和WGCNA方法,分析了三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)在缺磷、红光和黄光等非生物胁迫下对岩藻黄素积累的影响。结果表明,与对照组相比,岩藻黄素含量在缺磷和红光处理后显著提高(P<0.05),但是在黄光处理后显著降低(P<0.05)。利用转录组测序得到的10,392个基因构建加权基因共表达网络,为了确保无标度网络,选择β=18(R²>0.8)作为软阈值。通过对岩藻黄素含量进行关联分析,共鉴定了10个共表达模块,其中purple模块与岩藻黄素含量呈正相关(r=0.9,P=1E–200),并确定了9个关键基因,包括5个岩藻黄素合成通路上的基因(DXR、PSY、PDS1、ZEP2、VDL2)和4个转录因子基因(bHLH5、HOX2、CCHH13、HSF1b)。进一步利用qRT...     

基于共表达网络挖掘不同前列腺特异抗原水平下的前列腺癌发展相关基因

目的采用权重基因共表达网络分析方法(WGCNA)挖掘不同前列腺特异抗原(PSA)水平下的前列腺癌发展枢纽基因。方法数据来自NCBI的GEO数据库中下载不同PSA水平下的前列腺癌全基因组表达数据集,经过数据预处理后,用WGCNA构建基因共表达网络,识别不同PSA水平下的前列腺癌发展模块与枢纽基因。结果筛选出的差异基因聚集成一个模块,并且找到10个枢纽基因。结论结合文献发现,SNAI2、TRIM29、LAMB3、CYP3A5和SLC14A1这5个基因很可能影响不同PSA水平下前列腺癌的发展。     

合浦珠母贝海洋酸化和温度胁迫下基因共表达网络分析

利用共表达网络分析法(WGCNA)筛选出合浦珠母贝外套膜在高温胁迫下影响显著的1个响应基因模块和海水酸化胁迫下的5个响应基因模块,并对模块中包含的基因进行功能富集;分析贝壳蛋白与模块其他基因的关联性,构建矿化基因的应激网络。高温显著响应模块基因富集结果显示细胞骨架蛋白发生了显著的变化,如ARHGEF4、SAP和myosin。酸化应答模块共5个,响应的基因包括呼吸相关的血红素A合成酶、芳香族氨基酸代谢相关的酶、钙粘蛋白和血小板反应蛋白等。另外,高温应答模块聚集了最多矿化基因,包括MSI、Tyrosinase、Fibronectin-like protein等重要的矿化基因,说明这些矿化基因对温度较为敏感。构建基因共表达网络的结果显示钙离子结合蛋白、细胞骨架蛋白、蛋白质糖基化相关的基因关系密切。     

肠道病毒71型感染相关调控枢纽基因筛选

肠道病毒71型(enterovirus 71)是引起婴幼儿手足口病的重要病原体,目前尚无特效抗病毒药物,并且宿主对病毒感染的应答研究有限。为深入研究病毒感染后宿主调控机制,分析了EV71感染RD细胞的基因表达芯片数据,筛选到与感染时间相关的6 642个差异基因;同时使用加权基因共表达网络分析方法(WGCNA)构建基因调控网络,得到和病毒感染时间呈强正负关联的pink模块和darkgreen模块。结果表明:GO分析发现目标模块分别富集于前剪切体的反式组装与翻译起始,KEGG Pathway富集分析发现pink模块没有显著的通路富集,darkgreen模块通路富集于核糖体相关通路;Visant展示目标模块的调控网络并筛选出pink模块枢纽基因RPS4X、HSPA13、CXCL9、CD55与darkgreen模块枢纽基因ABLIM1、MPDU1、SUPT7L、CTSS。q PCR验证的3个持续上调的基因TXNIP、EGR1、c-FOS和8个枢纽基因的转录水平与芯片数据一致,其中TXNIP、EGR1、c-FOS表达上调超过2.5倍,CXCL9下调4.5倍。这些关键基因的发现可能为EV71感染机理的研究和药物研发提供参考。     

应用GSEA和WGCNA方法分析细菌性败血症宿主关键差异基因及意义

【目的】采用生物信息学方法分析公共数据库来源的细菌性败血症患者全血转录组学表达谱,探讨细菌败血症相关的宿主关键差异基因及意义。【方法】基于GEO数据库中GSE80496和GSE72829全血转录组基因数据集,采用GEO2R、基因集富集分析(GSEA)联用加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选细菌性败血症患者相比健康人群显著改变的差异基因,通过R软件对交集基因进行GO功能分析和KEGG富集分析。同时,通过String 11.0和Cytoscape分析枢纽基因,验证枢纽基因在数据集GSE72809(Health组52例,Definedsepsis组52例)全血标本中的表达情况,并探讨婴儿性别、月(胎)龄、出生体重、是否接触抗生素等因素与靶基因表达谱间的关系。【结果】分析GSE80496和GSE72829数据集分别筛选得到932个基因和319个基因,联合WGCNA枢纽模块交集得到与细菌性败血症发病相关的10个枢纽基因(MMP9、ITGAM、CSTD、GAPDH、PGLYRP1、FOLR3、OSCAR、TLR5、IL1RN和TIMP1);GSEA分析获得关键通路(氨基酸糖类-核糖代谢、PPAR信号通路、聚糖生物合成通路、自噬调控通路、补体、凝血因子级联反应、尼古丁和烟酰胺代谢、不饱和脂肪酸生物合成和阿尔兹海默症通路)及生物学过程(类固醇激素分泌、腺苷酸环化酶的激活、细胞外基质降解和金属离子运输)。【结论】本项研究通过GEO2R、GSEA联用WGCNA分析,筛选出与细菌性败血症发病相关的2个枢纽模块、10个枢纽基因以及一些关键信号通路和生物学过程,可为后续深入研究细菌性败血症致病机制奠定理论依据。     

家族性高胆固醇血症HDL-miRNAs调节血单核细胞功能机制

本研究通过生物信息学方法分析家族性高胆固醇血症患者外周血单核细胞差异表达基因、HDL载体差异表达miRNA及其生物学功能,研究差异HDL-miRNA与单核细胞差异基因的相关性,探讨HDL-miRNA调控外周血单核细胞功能机制,寻找动脉粥样硬化防治新靶点。运用R语言分析GEO数据库共享平台家族性高胆固醇血症外周血单核细胞基因及HDL-miRNA探针芯片得到差异基因及差异miRNA,利用miRwalk2. 0预测miRNA靶基因,并利用STRING进行蛋白互作分析,构建差异miRNA与差异基因之间的调控网络。运用GO及KEGG分析研究基因功能。利用GEO数据(GSE6054)筛选出834个差异表达基因,利用GEO数据(GSE25108)筛选出HDL上差异miRNA28个。交叉匹配得到由19个差异miRNA和56个差异基因组配对的74对miRNA-靶基因。GO富集分析56个差异基因主要富集于肾上腺素受体信号等分子功能。KEGG分析56个差异基因主要富集于造血谱系通路上。家族性高胆固醇血症差异HDL-miRNA与外周血单核细胞差异mRNA具有相关性,HDL-miRNA有通过调控血单核细胞功能的可能性,可能参与高胆固醇血症导致动脉粥样硬化过程。     

Screening and identification of the core immune-related genes and immune cell infiltration in severe burns and sepsis

Severe burns often have a high mortality rate due to sepsis, but the genetic and immune crosstalk between them remains unclear. In the present study, the GSE77791 and GSE95233 datasets were analysed to identify immune-related differentially expressed genes (DEGs) involved in disease progression in both burns and sepsis. Subsequently, weighted gene coexpression network analysis (WGCNA), gene enrichment analysis, protein–protein interaction (PPI) network construction, immune cell infiltration analysis, core gene identification, coexpression network analysis and clinical correlation analysis were performed. A total of 282 common DEGs associated with burns and sepsis were identified. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway analysis identified the following enriched pathways in burns and sepsis: metabolic pathways; complement and coagulation cascades; legionellosis; starch and sucrose metabolism; and ferroptosis. Finally, six core DEGs were identified, namely, IL10, RETN, THBS1, FGF13, LCN2 and MMP9. Correlation analysis showed that some core DEGs were significantly associated with simultaneous dysregulation of immune cells. Of these, RETN upregulation was associated with a worse prognosis. The immune-related genes and dysregulated immune cells in severe burns and sepsis provide potential research directions for diagnosis and treatment.     

水曲柳和蒙古栎光合特性和生长对不同氮素形态的响应

为了探讨不同氮素形态对树木幼苗生长和光合特性影响的差异,及其对不同氮形态的适应策略,以水曲柳（Fraxinus mandshurica）和蒙古栎（Quercus mongolica）1年生幼苗为研究对象,通过盆栽试验施加硝态氮、铵态氮和有机氮,采用了双因素方差分析,确定氮素形态和树种对生长和光合指标的影响及其交互作用,采用Spearman秩相关分析生长指标和光合指标的相关性。结果表明：氮素形态处理和树种及其交互作用对幼苗的生长和生理指标的影响均达到显著水平（P<0.05）,氮素形态对光合和生长的影响在2树种间存在显著差异（P<0.05）。有机氮处理组较对照组和其他氮素形态处理组更有利于蒙古栎的生长;3种氮素形态处理组的水曲柳生长指标均显著高于对照组（P<0.05）,但是氮素形态处理间水曲柳的生长指标差异不显著（P>0.05）。通过对水曲柳、蒙古栎的生长和生理指标的相关性分析,发现水曲柳的光合指标间呈显著正相关关系（P<0.05）,但光合指标与叶片氮质量分数的相关性不显著（P>0.05）,生长指标高生长量与光合指标光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率均呈显著...     

TWIST1在人脐静脉内皮细胞增殖、迁移及血管形成中的作用

探讨TWIST1在原代人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells,HUVECs）增殖、迁移及体外血管生成中的作用。用有靶向人TWIST1基因shRNA（pLL3.7-shTwist1-GFP）的慢病毒液感染试验组细胞,同时以携带Scramble shRNA的慢病毒液（pLL3.7-shCtrl-GFP）感染对照组细胞,用流式细胞术测定细胞感染效率,实时荧光定量PCR（real-time fluorescent quantitative PCR,qRT-PCR）检测shRNA的基因沉默效率。通过制作细胞生长曲线、Annexin V/7AAD染色流式细胞术、细胞划痕实验、小管形成实验、qRT-PCR检测TWIST1表达降低对HUVECs的增殖、凋亡、迁移、血管形成能力以及血管生长因子受体2（vascular endothelial growth factor receptor 2,VEGFR2）基因表达的影响。试验组TWIST1基因表达下降为对照组的30%,表明shTWIST1能有效降低TWIST1基因的表达。与对照组相比,敲降TWIST1能明显抑制HUVECs的增殖（P<0.01）,诱导细胞凋亡（P<0.05）。试验组HUVECs划痕愈合率、体外生成的血管样结构数目和总小管分支长度均显著低于对照组（P<0.01）;与对照组相比,试验组HUVECs中VEGFR2的表达显著降低（P<0.01）。通过探究HUVECs表达的TWIST1在内皮细胞增殖、存活、迁移和毛细血管样结构的形成中的作用,为TWIST1作为抑制肿瘤血管新生治疗的新靶点提供一定的理论依据。     

Fifteen hub genes associated with progression and prognosis of clear cell renal cell carcinoma identified by coexpression analysis

Renal cell carcinoma (RCC) is the most common type of renal tumor, and the clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) is the most frequent subtype. In this study, our aim is to identify potential biomarkers that could effectively predict the prognosis and progression of ccRCC. First, we used The Cancer Genome Atlas (TCGA) RNA-sequencing (RNA-seq) data of ccRCC to identify 2370 differentially expressed genes (DEGs). Second, the DEGs were used to construct a coexpression network by weighted gene coexpression network analysis (WGCNA). Moreover, we identified the yellow module, which was strongly related to the histologic grade and pathological stage of ccRCC. Then, the functional annotation of the yellow module and single-samples gene-set enrichment analysis of DEGs were performed and mainly enriched in cell cycle. Subsequently, 18 candidate hub genes were screened through WGCNA and protein–protein interaction (PPI) network analysis. After verification of TCGA’s ccRCC data set, Gene Expression Omnibus (GEO) data set (GSE73731) and tissue validation, we finally identified 15 hub genes that can actually predict the progression of ccRCC. In addition, by using survival analysis, we found that patients of ccRCC with high expression of each hub gene were more likely to have poor prognosis than those with low expression. The receiver operating characteristic curve showed that each hub gene could effectively distinguish between localized and advanced ccRCC. In summary, our study indicates that 15 hub genes have great predictive value for the prognosis and progression of ccRCC, and may contribute to the exploration of the pathogenesis of ccRCC.     

远志皂苷与莲心碱对七氟烷诱发新生大鼠急性和远期认知功能损伤的改善作用及机制分析

为了分析远志皂苷与莲心碱对七氟烷诱发新生大鼠急性和远期认知功能损伤的改善作用及机制,将36只新生SD大鼠随机分为中药组（n=12）、模型组（n=12）和空白组（n=12）,中药组、模型组暴露于2.5%七氟烷环境中麻醉诱导2 h·d^-1,连续3 d,空白组暴露在不含七氟烷的相同环境中,中药组于麻醉前30 min腹腔注射远志皂苷与莲心碱1:1配伍溶液（30 mg·kg^-1）,模型组和空白组腹腔注射等量0.9%氯化钠溶液,比较各组大鼠血气指标、皮质脑电图结果、Morris水迷宫行为和血清皮质酮含量,并采用Western blot法检测海马Bcl₂、Bax和Caspase?3表达水平。中药组大鼠皮质脑电图癫痫波总时长、平均时长以及数量均低于模型组（P<0.05）;定位航行实验结果显示,中药组大鼠逃避潜伏期短于模型组（P<0.05）;空间探索实验结果显示,中药组大鼠探索时间长于模型组（P<0.05）;中药组大鼠血清皮质酮含量低于模型组（P<0.05）;中药组大鼠海马组织Bcl₂/Bax表达水平高于模型组（P<0.05）,cleaved Caspase?3表达水平低于模型组（P<0.05）。结果表明,远志皂苷与莲心碱可改善七氟烷诱发新生大鼠急性和远期认知功能损伤,其机制可能与调控凋亡相关基因Bcl₂、Bax和Caspase?3表达水平有关。     

非生物胁迫对烟草悬浮细胞胞内和胞外ATP水平的影响

以烟草悬浮细胞BY-2(Nicotiana tabacum ‘Bright Yellow-2’)为材料,研究了NaCl、PEG(6000)、低温3种非生物胁迫对细胞内ATP(intracellular ATP,iATP)和细胞外ATP(extracellular ATP,eATP)水平的影响。结果显示：50～200 mmol·L^-1 NaCl处理导致烟草悬浮细胞膜通透性显著增加(P<0.05),100和200 mmol·L^-1 NaCl处理时iATP和eATP水平显著降低(P<0.05)。随着PEG质量浓度的增加(50、100、200 g·L^-1),烟草悬浮细胞膜通透性和eATP水平逐渐增加,其中在200 g·L^-1 PEG处理时eATP水平显著增加至对照的3.4倍(P<0.05),而iATP水平则在200 g·L^-1 PEG处理时显著降低至对照的0.5倍(P<0.05)。0～10℃低温处理后,烟草悬浮细胞膜通透性和iATP水平呈不同程度增加,其中0℃处...     

肺腺癌诊断标志物筛选及免疫细胞浸润分析

用生物信息学方法筛选肺腺癌(Lung adenocarcinoma,LUAD)的诊断生物标志物,并分析肺腺癌中免疫细胞浸润情况。从GEO和TCGA数据库下载肺腺癌的表达数据集,利用R软件筛选肺腺癌与正常肺组织间的差异表达基因(DEGs),使用DAVID网站对DEGs进行GO及KEGG富集分析,使用STRING及Cytoscape等工具对DEGs构建蛋白相互作用网络并筛选hub基因;利用Kaplan-Meier法对DEGs进行生存分析,并对hub基因进行ROC分析筛选诊断生物标志物,利用GSEA预测有预后价值的基因参与的信号通路;并用Cibersort软件反卷积算法分析肺腺癌中免疫细胞浸润情况。共得到肺腺癌的234个DEGs,这些基因主要参与信号转导、物质代谢、免疫反应等相关信号通路;构建PPI网络筛选出的20个hub基因中8个存在预后价值(CCNA2、DLGAP5、HMMR、MMP1、MMP9、MMP13、SPP1、TOP2A),ROC分析中DLGAP5、SPP1值分别是0.703、0.706;DLGAP5、SPP1基因表达水平与肺腺癌组织浆细胞、未活化的CD4⁺记忆细胞、调节T细胞、巨噬细胞M0、M1、M2及中性粒细胞浸润密切相关(P＜0.05)。肺腺癌中DLGAP5、SPP1具有较高诊断价值且参与肺腺癌组织免疫细胞浸润;DLGAP5、SPP1基因可作为肺腺癌诊断的生物标志物,可为肺腺癌的靶向治疗研究提供新思路。