经程序化冷冻的小鼠休眠胚胎的基因表达谱差异分析

目的探讨小鼠休眠胚胎经程序化冷冻后基因表达谱的变化及相关信号通路的改变趋势。方法采用Affymetrix基因芯片检测小鼠正常休眠胚胎和经程序化冷冻后的休眠胚胎的差异表达基因;采用GO分析和Pathway分析等生物信息学方法进一步了解相关信号通路的改变。结果经程序化冷冻后的小鼠休眠胚胎与正常休眠胚胎相比,存在228个差异表达基因,其中50个基因表达上调,178个基因表达下调。Pathway分析显示黏着斑通路、细胞外基质受体相互作用通路、肌动蛋白细胞骨架调节通路、细胞凋亡通路、细胞通讯通路、泛素介导的蛋白质水解通路、甘油磷脂代谢通路、小细胞肺癌通路、TGF-β信号通路、MAPK信号通路等基因差异表达变化趋势明显。结论小鼠休眠胚胎经程序化冷冻后会导致一系列基因调控变化,并可能影响多条信号通路的协同变化。     

乳腺癌组织及正常乳腺组织基因表达差异分析

[目的]基于GEO数据库中乳腺癌相关基因表达谱芯片,探讨乳腺癌组织及正常乳腺组织基因表达差异.[方法]收集2016年10月～2017年10月于医院进行乳腺癌根治术患者乳腺癌组织及其对应正常乳腺组织,共213对样本.GEO数据库提取乳腺癌相关基因表达谱芯片数据,根据筛选基因对应基因差异倍数(FC)对数值,定义表达上调和下...     

多效生长因子相关基因的生物信息学分析

目的:用生物信息学方法分析多效生长因子(PTN)潜在的分子功能。方法:利用由美国亚利桑那癌中心提供的生物信息学数据库,对前期用小鼠全基因组表达谱芯片检测到的Ptn相关基因进行生物信息学分析,通过GO Terms分析这些基因所属的功能群体,用Pathway Miner分析这些基因参与调控的信号通路。结果:370个由芯片检测得到的Ptn相关基因中,在GO Terms数据库中找到231个基因,其中参与细胞成分构成的基因占31.83%,具有分子功能的基因占35.34%,而参与生物学过程的基因占32.83%;在Pathway Miner数据库中找到105个基因。这些基因相关的信号通路有230条,分别属于细胞和调控过程通路以及代谢通路。结论:PTN是一个重要的细胞因子,可能参与机体的免疫与防御反应、炎症反应,以及细胞的增殖、凋亡调控等。     

糖尿病肝脏基因表达谱代谢学分析

目的:探讨糖尿病患者肝脏与正常对照肝脏基因表达谱的变化,并进行代谢通路生物信息学分析.方法:应用Affymetrix的Human Genome U133A array芯片检测糖尿病肝脏组织(n=2)和正常对照肝脏组织(n=2)的基因表达谱变化,通过DAVID分析平台对芯片监测到的表达上调的基因进行KEGG通路分析,并用RT-PCR验证部分基因的表达情况.结果:以比值大于2或小于-2为准,共有492条基因明显上调,820条基因明显下调;在差异表达明显的前20位基因中,涉及氧化应激、免疫炎症反应和脂代谢.KEC-G代谢通路分析显示:该差异表达基因谱符合2型糖尿病的发病机制,其差异表达明显基因的代谢通路涉及胰岛素信号通路、脂代谢、补体和凝血系统、糖代谢、粘附功能和细胞因子和受体的相互作用.RT-PCR证实差异表达明显基因SOD2mRNA和CRPmRNA确实表达明显上调.结论:糖尿病肝脏与正常肝脏组织基因表达谱的变化在代谢通路上主要表现为在糖、脂代谢和胰岛素信号通路、补体和凝血系统等的改变,肝脏在糖尿病发病机制中的作用可能与其参与糖脂代谢和胰岛素的作用异常有关.     

基因芯片筛选新疆维吾尔妇女宫颈癌差异表达基因

新疆南部维吾尔族聚居区是宫颈癌高发区. 本文旨在利用基因芯片技术筛选与维吾尔族妇女宫颈癌发生相关的基因. 首先,分别提取5例新疆维吾尔妇女宫颈癌和5例子宫肌瘤组织(对照)的mRNA,逆转录成cDNA,并用Cy3-dUTP标记子宫肌瘤组织的cDNA,用Cy5 dUTP标记宫颈癌组织的cDNA,制成芯片杂交探针.为筛选出宫颈癌组织中差异表达的基因,上述标记探针分别与含有20 000条人类基因的Affymetrix基因芯片进行杂交,杂交信号用GeneChip Scanner 3000扫描仪扫描,并用芯片图像分析软件(SAM software)分析扫描结果.筛选出的差异表达基因经GO(Gene Ontology)分析和KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）信号通路分析,确定其在宫颈癌中的作用.基因芯片筛选结果显示,在宫颈癌组织中发现2 758个差异表达基因,其中1 326个上调基因,1 432个下调基因.GO分析和KEGG信号通路分析表明,表达差异在两倍以上的基因涉及168个信号通路,包括细胞粘附分子、细胞周期以及MAPK和mTOR信号通路等.上述结果表明,基因芯片技术筛选出大量与宫颈癌发生相关的基因,其中表达差异显著的基因涉及细胞粘附分子、细胞周期和mTOR等信号通路.     

HBV感染者肝细胞样本的关键基因和信号通路的生物信息学挖掘

为探究乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus,HBV)感染后肝细胞基因表达和信号通路的改变情况,从Gene Expression Omnibus(GEO)数据库中下载了HBV感染者肝细胞样本制作的基因表达谱数据集GSE83148,进行质量检测、数据标准化后筛选出差异表达基因,进一步做GO和KEGG富集分析以及基因网络相互作用分析,筛选关键基因和信号通路。从HBV感染样本中筛选出fold change≥2,p-value0. 05的上调差异表达基因44个,GO分析获得关键基因BAK1和TP63,差异表达基因网络互作获得5个位于枢纽位置的基因:NDUFS1、NDUFS2、COX7B、ATP5B、OPA1。KEGG分析获得关键信号通路有:乙型肝炎信号通路、病毒癌变信号通路、Fox O信号通路、PI3K-Akt信号通路。本研究筛选出的多数基因与线粒体和氧化呼吸链有关,造成这一现象的具体机制还需进一步探究。     

利用表达谱基因芯片筛选溃疡性结肠炎差异表达基因

目的:利用人类全基因组表达谱芯片技术,分析溃疡性结肠炎患者和健康者基因表达谱差异,筛选出溃疡性结肠炎相关基因。方法:采用Trizol法提取8例溃疡性结肠炎患者和8例健康对照者结肠粘膜组织总RNA并纯化,逆转录合成c DNA,利用荧光染料Cy3标记aa UTP,转录合成标记的c RNA,并与Agilent人类全基因组表达谱芯片杂交,扫描荧光信号图像,对芯片原始数据进行归一化处理,利用倍数差异和t检验计算筛选出相关差异表达基因,采用DAVID在线分析系统进行基因的功能注释和关联分析,明确差异基因的生物学功能,并对部分差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证。结果:筛查出溃疡性结肠炎结肠粘膜组织差异表达基因4132个,其中上调基因2004个,下调基因2128个。选取6条差异表达基因进行PCR验证,结果有3条基因表达上调,3条基因表达下调,表达趋势与芯片结果一致。结论:溃疡性结肠炎患者与健康对照者基因表达存在明显差异,分析这些差异表达基因有助于我们探索溃疡性结肠炎的发病机制,为疾病的治疗提供理论依据。     

微阵列数据揭示基因在癌样本中广泛表达

癌的发生与发展过程涉及大量基因的异常表达。在目前基因表达谱分析中采用的标准化方法通常假设在疾病中差异表达的基因的比例很小并且差异上、下调的比例大致相等。这个被研究者所广泛采用的标准化的前提假设尚未被充分地论证过。通过分析胰腺癌的两套表达谱数据,我们发现在胰腺癌样本中基因表达的中值显著高于正常样本,提示传统的标准化假设并不适用于胰腺癌表达谱数据。采用标准化数据会导致错误地判断大量的差异下调的基因并失查许多差异上调的基因。采用原始数据分析发现在胰腺癌中的基因表达有广泛上调的特征,为深入研究胰腺癌的发生和发展机制提供了新线索。     

生物信息学分析筛选结直肠癌靶基因及评估预后价值

为寻找与结直肠癌发展和预后相关的潜在关键基因及信号通路.从美国国立信息中心NCBI的GEO数据库获得结直肠癌基因表达数据集GSE106582,通过PCA对样本进行分组,利用GEO2R进行综合分析,筛选结直肠癌与癌旁对照组的差异表达基因;通过DAVID在线工具对差异表达基因进行GO本体分析和KEGG通路富集分析,初步分析...     

鼻咽癌组织中基因差异表达及蛋白互作网络分析

目的:利用生物信息学方法从鼻咽癌组织基因芯片中筛选差异表达基因,并分析它们之间的互相作用。方法:利用R语言程序包等相关软件分析鼻咽癌组织和正常组织中差异表达的基因,并对其进行在线GO分析、KEGG富集分析及蛋白互作分析。结果:从25例鼻咽癌组织样本和3例正常组织对照样本中共分析出1103个差异表达基因,包括600个上调基因和503个下调基因(P0.05)。GO分析结果显示,差异表达基因在生物过程中显著富集,包括细胞分裂、DNA复制、G1/S有丝分裂细胞周期的转变和有丝分裂核分裂;在分子功能中,包括与蛋白质结合、与ATP结合、蛋白同二聚化活性、与DNA复制起点结合以及与受损的DNA结合;在细胞组分中,包括细胞质、核质、胞外体和船体中部。KEGG通路分析显示,差异表达基因在细胞周期、DNA复制、癌症途径、p53信号通路、错配修复、小细胞肺癌、卵母细胞减数分裂、氨基糖和核苷酸糖代谢、基部切除修复和人T淋巴细胞病毒(HTLV-Ⅰ)感染等信号通路中显著富集。在蛋白互作分析网络中筛选出10个节点度最高核心基因CDC45、MCM10、MCM3、MCM5、MCM2、CDC7、CDT1、CDC6、SMC2和NCAPG。结论:通过鼻咽癌组织和正常组织的对比筛选,发现多个基因表达发生变化,为相关临床研究提供了重要的信息基础。     

Identification of germline genomic copy number variation in familial pancreatic cancer

Adenocarcinoma of the pancreas is a significant cause of cancer mortality, and up to 10?% of cases appear to be familial. Heritable genomic copy number variants (CNVs) can modulate gene expression and predispose to disease. Here, we identify candidate predisposition genes for familial pancreatic cancer (FPC) by analyzing germline losses or gains present in one or more high-risk patients and absent in a large control group. A total of 120 FPC cases and 1,194 controls were genotyped on the Affymetrix 500K array, and 36 cases and 2,357 controls were genotyped on the Affymetrix 6.0 array. Detection of CNVs was performed by multiple computational algorithms and partially validated by quantitative PCR. We found no significant difference in the germline CNV profiles of cases and controls. A total of 93 non-redundant FPC-specific CNVs (53 losses and 40 gains) were identified in 50 cases, each CNV present in a single individual. FPC-specific CNVs overlapped the coding region of 88 RefSeq genes. Several of these genes have been reported to be differentially expressed and/or affected by copy number alterations in pancreatic adenocarcinoma. Further investigation in high-risk subjects may elucidate the role of one or more of these genes in genetic predisposition to pancreatic cancer.     

新疆维吾尔族与汉族乙型肝炎患者HBVDNA 及肝功能检测结果的比较

目的:探讨新疆乌鲁木齐地区伴有肝功能指标:丙氨酸氨基转移酶(ALT)浓度异常的维吾尔族(维族)及汉族HBeAg阳性乙型肝炎初次就诊患者,乙型肝炎病毒DNA复制载量及ALT浓度是否存在差异及其对患者诊断、预后的意义。方法:回顾性选取门诊伴有ALT浓度异常的汉族、维族初次就诊患者并筛选出HBeAg阳性患者汉族、维族共373例。采用实时荧光定量聚合酶链反应、生化测定及酶联免疫吸附试验法分别测定HBV DNA、ALT浓度及乙肝HBeAg。结果:(1)汉族HBV DNA组秩和8869,维族HBV DNA组秩和10359.36,经Mann-Whitney Test检验两组间尚不能肯定HBVDNA分布有统计学意义,即伴有肝功能损害的汉族、维族初次就诊HBeAg阳性患者HBV DNA复制程度没有差异。(2)汉族ALT组秩和26818.50,维族ALT组秩和22009.50,经Mann-Whitney Test检验两组间ALT分布有统计学意义,即伴有肝功能损害的初次就诊HBeAg阳性患者汉族肝功能损害程度高于维族。(3)HBVDNA低复制组(103-104copy/mL):汉族秩和3771.46,维族秩和4993.2;中复制组(104-106copy/mL):汉族秩和6412.4,维族秩和5088.2;高复制组(>106copy/mL):汉族秩和929.04,维族秩和666.96,经Mann-Whitney Test检验在低复制组两民族间ALT分布无统计学意义,在中、高复制组两民族间ALT具有统计学意义。即:伴有肝功能损害的初次就诊HBeAg阳性患者在HBV DNA低复制组两民族间肝功能损害程度无差异,但在中、高复制组汉族肝功能损害程度高于维族。结论:新疆乌鲁木齐地区伴有肝功能损害的初次就诊的HBeAg阳性的汉族与维族之间HBV DNA的病毒复制无统计学意义(P>0.05),但两民族间的ALT具有统计学意义,可能跟维族的民俗、饮食习惯及生存环境、免疫相关基因HLA基因频率分布差异等因素有关。     

水稻条纹病毒胁迫下的水稻全基因组表达谱

水稻条纹叶枯病由水稻条纹病毒(Rice stripe virus, RSV)引起,对我国水稻生产危害严重.为了明确RSV侵染对水稻基因表达谱的影响,采用Affymetrix水稻全基因组芯片对RSV接种后出现条纹症状第7天的武育粳3号水稻病叶和相应的健康叶片进行了全基因组表达谱分析,得到3 517个差异基因,其中2 002个表达上调,1 515个表达下调.根据TIGR数据库注释(http://www.tigr.org/tdb/e2k1/osa1/)和MIPS基因功能分类标准(http://mips.gsf.de/projects/funcat)将差异基因归类为15个功能类别,多数差异基因与植物防御、信号传导及蛋白质、碳水化合物的代谢相关,一些转录因子的表达也发生了明显的变化.代谢途径分析表明,RSV侵染后磷酸戊糖途径、类黄酮合成途径和芸苔素合成途径的相关基因表达明显增强,赤霉素合成途径相关基因的表达受到了抑制.     

Next generation sequencing and functional pathway analysis to understand the mechanism of action of copper-tolfenamic acid against pancreatic cancer cells

Anti-cancer activity of tolfenamic acid (TA) in preclinical models for pancreatic cancer (PaCa) is well established. Since the dosage for anti-cancer actions of TA is rather high, we recently demonstrated that IC₅₀ values of Copper-TA are 30–80% less than TA in 12 cancer cell lines. This study elucidates the underlying mechanisms of Copper-TA in PaCa cells. Control and Copper-TA (IC₅₀) treated PaCa cells were processed by next-generation sequencing (NGS) to determine differentially expressed genes using HTG EdgeSeq Oncology Biomarker panel. Ingenuity Pathway Analysis (IPA®) was used to identify functional significance of altered genes. The conformational studies for assessing the expression of key regulators and genes were conducted by Western blot and qPCR. IPA® identified several networks, regulators, as well as molecular and cellular functions associated with cancer. The top 5 molecular and cellular functions affected by Cu-TA treatment were cell death and survival, cellular development, cell growth and proliferation, cell cycle and cellular movement. The expression of top upstream regulators was confirmed by Western blot analysis while qPCR results of selected genes demonstrated that Copper-TA is efficacious at lower doses than TA. Results suggest that Copper-TA alters genes/key regulators associated with cancer and potentially serve as an effective anti-cancer agent.     

Microarray analysis of HIV resistant female sex workers reveal a gene expression signature pattern reminiscent of a lowered immune activation state

To identify novel biomarkers for HIV-1 resistance, including pathways that may be critical in anti-HIV-1 vaccine design, we carried out a gene expression analysis on blood samples obtained from HIV-1 highly exposed seronegatives (HESN) from a commercial sex worker cohort in Nairobi and compared their profiles to HIV-1 negative controls. Whole blood samples were collected from 43 HIV-1 resistant sex workers and a similar number of controls. Total RNA was extracted and hybridized to the Affymetrix HUG 133 Plus 2.0 micro arrays (Affymetrix, Santa Clara CA). Output data was analysed through ArrayAssist software (Agilent, San Jose CA). More than 2,274 probe sets were differentially expressed in the HESN as compared to the control group (fold change ≥1.3; p value ≤0.0001, FDR <0.05). Unsupervised hierarchical clustering of the differentially expressed genes readily distinguished HESNs from controls. Pathway analysis through the KEGG signaling database revealed a majority of the impacted pathways (13 of 15, 87%) had genes that were significantly down regulated. The most down expressed pathways were glycolysis/gluconeogenesis, pentose phosphate, phosphatidyl inositol, natural killer cell cytotoxicity and T-cell receptor signaling. Ribosomal protein synthesis and tight junction genes were up regulated. We infer that the hallmark of HIV-1 resistance is down regulation of genes in key signaling pathways that HIV-1 depends on for infection.     

胃癌差异表达基因在染色体上的定位及其功能分析

利用标准化的Affymetrix公司生产的U133A基因芯片检测胃癌（T）与切缘正常胃黏膜（C）基因表达谱差异,并利用生物信息学方法对检测结果进行差异基因在染色体定位和功能分析。结果表明：胃癌与正常胃黏膜比较差异8倍以上共有270个基因,其中表达上调[信号比的对数值（SLR）≥3]有157个,表达下调（SLR≤-3）有113个。从表达差异的基因在染色体定位分析,发现除4个基因未知其定位外,其余所有差异表达基因散在分布和各条染色体上,但以1号染色体为最多,有26个（占9．8％）,其次是11和19号染色体上分别有24个（各占9．1％）。而差异表达的基因发生在染色体短臂（q）上有173个（占65％）。从表达差异的基因功能分类看,属于酶和酶调控子基因最多（67个,24．8占％）,其次是信号传导基因（43个,占15．9％）,第3类是核酸结合基因（17个,占6．3％）,第4类是转运子基因（15个,占5．5％）,第5类是蛋白结合基因（12个,占4．4％）,还有功能未知的基因有50个,占18．5％。以上5大类共占基因总数56．9％。胃癌差异表达基因散在分布在各条染色体上,但以1、11、19号染色体差异表达基因居多。这5大类（酶和酶调控子、信号传导、核酸结合、转运子、蛋白结合）相关基因异常是今后研究胃癌的重要基因。