基于生物信息学方法识别非小细胞肺癌(NSCLC)潜在治疗靶基因

本研究运用生物信息学方法识别非吸烟女性非小细胞肺癌(NSCLC)潜在的靶基因,并从分子水平探索其潜在的发病机制。从GEO数据库下载非吸烟女性非小细胞肺癌相关基因芯片数据集,经癌症组和癌旁对照组差异表达基因识别,并利用R软件对差异基因进行层次聚类分析,DAVID进行基因本体(gene ontology)和KEGG通路富集分析,STRING和Cytoscape软件构建蛋白-蛋白交互(PPI)网络,以及运用PASTAA分析,识别NSCLC相关转录因子,构建转录因子-基因共表达网络。结果表明,185个基因在NSCLC中差异表达,其中40个上调,145个下调;通过PASTAA分析识别出5个NSCLC基因相关转录因子。差异基因与胶原分解代谢过程、炎症反应的正调控等生物过程密切相关,基因的产物主要参与蛋白质细胞外基质、胶原三聚体等细胞组分,且主要发挥调节金属内肽酶活性、肝素结合和调节受体活性等分子功能;KEGG通路富集分析表明差异基因显著富集到胞外基质-受体信号通路、粘着斑信号通路、PPAR信号通和PI3K-Akt信号通路等,与非小细胞肺癌的发生发展密切相关。通过生物信息学方法,最终筛选到4个NSCLC关键基因:IL6、MMP1、COL1A1、CD36,其可能是非吸烟女性NSCLC潜在的治疗靶点。     

眼优角蚱两性成体转录组差异分析

为了解蚱类昆虫两性间基因转录水平上的整体差异,本研究以眼优角蚱Eucriotettix oculatus为研究对象,通过高通量转录组(RNA-Seq)测序和分析技术对其雌、雄成体的转录组进行了测定和分析。结果显示,在雌、雄转录组中共获得13 432条转录本,两性间差异表达基因共3 597个,其中雌性相对于雄性显著上调基因1 295个,显著下调基因2 302个。对其中9个差异基因进行实时荧光定量PCR验证,其结果与RNA-Seq分析一致。差异基因显著富集的GO条目大多是与细胞的形成有关,结合、细胞组分和细胞过程等条目相关基因显著高表达。KEGG富集显示差异基因主要是与性腺发育、遗传信息加工、能量代谢和消化等通路有关。研究结果对从分子水平进一步研究眼优角蚱两性差异提供一定的理论基础。     

妊娠血清标志物的联合检测在预测胚胎停止发育中的价值

目的:探讨血清孕酮(p)、妊娠相关血浆蛋白A(PAPP-A)、血管内皮生长因子(VEGF)在胚胎停止发育的早期诊断和预测的价值.方法:选择100例孕龄在6～7周的单胎孕妇,追踪85例妊娠结局,据妊娠结局分为正常妊娠组68例,胚胎停止发育而自然流产者为胚胎停育组17例;检测血清P、PAPP-A、VEGF水平,建立ROC曲线,评价指标的诊断价值.结果:(1)胚胎停育组血清P和PAPP-A、VEGF水平均显著低于正常妊娠组(P＜0.001).(2)P与PAPP-A呈正相关,P与VEGF呈正相关(p＜0.001).(3)以P＜14.996ng/ml、VEGF＜26.505pg/ml为临界值,二者联合检测可使胚胎停止发育诊断阳性率达94.12%,特异性为88.2%.结论:血清P、VEGF联合检测敏感性高,对胚胎停育的早期诊断和预测有一定价值.     

人胚胎干细胞向滋养层分化的研究进展

哺乳动物胚胎发育产生的第一个细胞系的分离是内细胞团和滋养层的分离,不同哺乳动物之间胚胎干细胞向滋养层细胞分化不同,滋养层细胞对胚胎的植入、促进胚胎在子宫内的生存和生长至关重要.人胚胎干细胞为研究人类胚胎发育及向滋养层分化提供了一个独特的模型.人胚胎干细胞可以在实验室条件下保持无限期稳定的培养,用于最初胚胎和滋养外胚层发生的机制研究.目前人胚胎干细胞分化为滋养层细胞在体外可以通过自发分化、基因敲除、分离EB小体和BMP4诱导等几种途径实现.不同哺乳动物之间胚胎干细胞向滋养层分化机制,主要通过信号通路如BMP4,LIF等以及某些标志基因如OCT4,CDX2,Eomes等的变化调节.人胚胎干细胞向滋养层分化的研究为临床应用提供了一定的基础.     

胚胎神经管缺陷大鼠模型差异基因的表达

通过构建妊娠合并糖尿病诱发先天性神经管缺陷的SD大鼠模型, 与胚胎不伴有先天性神经管缺陷组大鼠和正常对照组大鼠胚胎进行研究, 提取卵黄囊细胞的mRNA, cDNA 基因芯片技术对表达差异基因进行检测, 应用特异性抗磷酸化抗体进行免疫共沉淀及Western blotting, 对卵黄囊细胞MAP Kinase信号途径蛋白激酶活性进行分析。在神经管缺陷大鼠胚胎卵黄囊细胞和对照组1 200个基因中, 共筛选出表达差异基因79个, 其中42个基因表达上调、37个基因表达下调。同时发现神经管缺陷胚胎卵黄囊细胞出现细胞凋亡特征性的DNA ladder(梯状电泳), 凋亡相关基因 caspase-3、Bax 高表达, 凋亡抑制基因 AKT活性明显受抑; 与正常对照组相比ERK1/2蛋白激酶活性显著下降、JNK1/2活性明显升高。因此, 认为妊娠合并糖尿病诱发胚胎先天性神经管缺陷的发生存在多种差异基因表达, 以及MAP Kinase、凋亡信号传导机制的共同作用。     

滋养层细胞侵袭相关基因表达谱分析

分离收集正常妊娠第8～12周的细胞滋养层细胞和绒毛外滋养层细胞,提取细胞总RNA,制备cRNA探针并与AffymetrixU133plus2.0基因芯片进行杂交,获得正常细胞滋养层细胞和绒毛外滋养层细胞基因表达谱芯片。经计算机分析共筛选到1318个差异表达基因,其中上调基因813个,下调505个。所有差异表达基因按GeneOntoloty功能分类标准进行了功能检索。为胚胎发育早期绒毛外滋养层细胞侵袭的基因调控机制的研究提供了实验基础。     

京海黄鸡柔嫩艾美耳球虫感染后盲肠转录组分析

为了探究京海黄鸡感染柔嫩艾美尔球虫(E. tenella)后盲肠组织差异表达基因,以及球虫感染分子应答过程和免疫应答机制,试验采用RNA-seq技术对E. tenella感染和非感染组第7天的盲肠组织进行转录组测序,筛选差异表达基因,并进行差异基因的功能、通路富集分析。结果表明,在感染和非感染组中有显著差异的表达基因2 830个(P0.05),其中1 419个基因上调,1 411个基因下调。随机选取10个差异基因进行qRT-PCR验证,结果显示差异基因的表达倍数与RNA-seq检测结果显著相关(r=0.988,P0.000),决定系数达0.975。GO分析表明,有2 356个差异基因获得GO功能注释,显著富集的前30个GO terms主要涉及细胞交流、信号转导、血管生成、氧化还原酶活性等。KEGG分析发现差异基因显著富集的信号通路有黏着斑、细胞外基质-受体相互作用、过氧化物酶体增殖物激活受体等。这些通路中的差异基因有ANGPTL4、ACSL5、VEGFC、CD44和MAKP10等,提示这些基因在宿主柔嫩艾美耳球虫感染过程中发挥重要作用。     

MMP-26 在人正常胎盘滋养层细胞中的表达及激活素 A 对其表达的调节

胚胎植入和胎盘形成涉及细胞外基质的降解和重建,以及细胞的增殖、凋亡、迁移和分化,基质金属蛋白酶 (MMPs) 是参与这些事件的主要蛋白水解酶系统 . MMP-26 是近年来发现的 MMPs 家族的新成员,但其功能所知甚少 . 通过半定量 RT-PCR 、免疫组织化学、荧光免疫细胞化学等手段,发现人胎盘中 MMP-26 主要定位于绒毛滋养层细胞,在绒毛间质细胞中也有少量表达 . 妊娠早期,胎盘中 MMP-26 表达水平较高,至妊娠中期降至最低,但在足月胎盘中其表达又有显著提高,提示 MMP-26 可能参与妊娠早期滋养层细胞的侵润和分娩时的胎盘剥离 . 体外培养的妊娠早期人细胞滋养层细胞能产生一定水平的 MMP-26 ,而其表达受到激活素 A 的剂量依赖性刺激,表明滋养层细胞中存在 MMP-26 表达的自分泌 / 旁分泌调节 .     

TGF-β1对人正常胎盘滋养层细胞表达E-钙粘素的调节

E-钙粘素是在胚胎发育中最早表达的分子之一,它可以与Catenin家族成员形成钙粘素/Catenin复合物参与多种细胞功能,对于胚胎植入和胎盘发生具有重要作用.通过RT-PCR、免疫组织化学、细胞粘附分析等方法,在人正常妊娠和输卵管妊娠母胎界面上,发现E-钙粘素主要定位于绒毛细胞滋养层细胞和滋养层细胞柱,从滋养层细胞柱近端向远端,其蛋白质水平逐渐降低.正常胎盘组织中E-钙粘素水平在妊娠早期较高,妊娠中期直至分娩期均维持低水平.在体外培养的人正常胎盘细胞滋养层细胞系(NPC细胞)中,转化生长因子β(TGFβ1)显著上调E-钙粘素蛋白和mRNA的表达,并呈现时间和剂量依赖性,同时,TGFβ1促进NPC细胞之间的粘附.上述结果表明,胎盘中存在E-钙粘素的旁分泌调节机制,E-钙粘素可通过调节滋养层细胞粘附而参与细胞侵润的有节制调控.     

以LPAR3为中心的2型糖尿病相关基因功能富集及蛋白互作分析

本研究目的是查找与2型糖尿病相关的潜在基因及其参与的生物过程、信号通路和蛋白互作网络。利用GEO数据库中GSE20966数据集,采用GENE-E平台,筛选出与LPAR3共表达的基因,结合生物信息学工具GOC、DAVID、COREMINE、Gene Mania对共表达基因进行基因功能富集分析、文本挖掘及蛋白互作分析。我们筛选出LPAR3在2型糖尿病患者胰腺β细胞中表达值显著低于正常对照组,其共表达基因603个,主要涉及代谢过程、信号调控等生物过程和Hippo信号通路。共表达相关系数高的8个基因与2型糖尿病相关,且均与肿瘤相关,涉及代谢过程、信号转导、发病机理、细胞增殖、细胞粘附等生物过程。LPAR3与20个已报道的2型糖尿病基因存在互作关系。本研究发现LPAR3及其共表达基因可能与2型糖尿病相关,并可能增加患者罹患各系统肿瘤的风险。     

小儿脓毒症休克相关基因的筛选及网络构建

为探究脓毒症休克与SIRS的差异表达基因及网络的构建,筛选潜在的核心基因,从GEO数据库下载相关基因表达谱GSE26378,数据分为脓毒症休克与SIRS各29个样本,通过在线软件GCBI对其进行标准化及差异基因筛选;对差异基因进行GO分析;基于KEGG进行功能通路分析以及基因信号网络分析;差异基因共表达网络分析。结果表明:两组中总共有1 456个基因被识别为差异基因(P0.05),与SIRS组相比,脓毒症休克组中有条859条下调基因,597条上调基因。GO功能富集分析显示差异基因主要参与了细胞周期、细胞免疫、细胞代谢。KEGG功能通路分析显示差异基因主要参与了MAPK信号通路、P53信号通路、wnt信号通路、细胞凋亡信号通路,细胞周期受体信号通路等。共表达分析发现基因CCNB1、NUSAP1、OIP5、SHCBP1、ZWINT、TOP2A、DLGAP5等位于网络中央部位,而基因信号网络分析发现基因PLCB1、PIK3CA、STAT3、CAMK2D、PRKCB、CREB1位于网络核心。基因芯片分析有助于发现脓毒症休克与SIRS患儿外周血单核细胞在转录组学上的改变,而生物信息学网络分析有助于发现潜在的靶点。     

HER-2阴性乳腺癌新靶向基因的生物信息学分析

利用生物信息学方法研究HER-2阴性乳腺癌的潜在靶向基因、信号传导通路及分子机制。从公众数据库(gene expression omnibus,GEO)下载HER-2阴性乳腺癌患者和正常女性上皮细胞基因芯片数据,运用RMA算法进行数据预处理,运用R语言LIMMA的包选出差异表达基因。将差异表达基因上传到DAVID在线网站进行富集分析,运用KEGG信号传导通路进行信号传导通路分析,最后用STRING进行蛋白相互作用网络分析(控制差异表达倍数大于2倍,p值小于0.01),筛出差异表达基因72个(上调基因10个,下调基因62个)。差异基因富集分析结果表明富集程度高的差异基因主要与转录调节、细胞凋亡及细胞外刺激反应等密切相关,信号传导通路分析结果表明差异基因主要与MAPK信号转导通路等密切相关,蛋白共表达网络分析结果表明关键蛋白质为FOS、JUN、KLF6、ATF3、HIST2H2AA4和HIST2H2BE等。HER-2阴性的乳腺癌患者早期差异表达基因表现为下调,HIST2H2AA4和HIST2H2BE可成为其潜在靶向基因,并可作为MAPK信号传导通路中ERK1/2中FOS基因的下游基因,验证需进一步实验。     

过表达组蛋白H3K9me3去甲基化酶对猪克隆胚胎发育的影响

组蛋白异常修饰是克隆胚胎发育的重要制约因素，组蛋白H3K9me3去甲基化酶KDM4家族的过表达可以有效提高克隆胚胎的发育效率。为探究过表达H3K9me3去甲基化酶对猪克隆胚胎发育的影响，本研究在猪克隆胚胎1-细胞期和2-细胞期分别注射KDM4A mRNA和KDM4D mRNA检测胚胎的囊胚率；收集1-细胞期注射KDM4A mRNA和胚胎注射水(对照组)的2-细胞期克隆胚胎检测H3K9me3表达水平；此外，收集1-细胞期注射KDM4A mRNA和胚胎注射水的4-细胞期克隆胚胎进行单细胞转录组测序，并对测序数据进行GO与KEGG富集分析。结果显示：在1-细胞期注射KDM4A mRNA的猪克隆胚胎囊胚率显著高于对照组(25.32±0.74%vs14.78±0.87%)，注射KDM4D mRNA对猪克隆胚胎囊胚率无明显作用(16.27±0.77%vs 14.78±0.87%)；在2-细胞期注射KDM4A mRNA和KDM4D mRNA的克隆胚胎囊胚率与对照组相比均无显著差异(32.18±1.67%、30.04±0.91%vs 31.22±1.40%)。在1-细胞期注射KDM4A mRNA的克隆...     

小鼠孤雌激活来源囊胚线粒体基因表达

为了探索孤雌胚胎和正常体外受精胚胎线粒体基因表达的差异,本研究用ICR小鼠孤雌和正常受精胚胎为研究对象。孤雌和正常受精的胚胎分别发育至2-细胞期和囊胚期的比率,用q PCR方法检测囊胚线粒体基因Cox2、tom40、tim23和cytochrome C,以及多能性囊胚质量相关基因Oct4、Sox2和nanog的表达水平。结果发现孤雌激活不影响小鼠卵母细胞的卵裂(95%vs 97.6%,p0.05),但影响胚胎发育到囊胚(39.4%vs 75%,p0.05),孤雌囊胚细胞线粒体Cyto C和Cox2显著高于体外受精组(p0.05);正常受精囊胚多能性基因Oct4和nanog表达水平显著高于孤雌组(p0.05),但Sox2表达水平显著低于孤雌组(p0.05)。本研究表明孤雌激活可影响胚胎线粒体和细胞基因表达水平。     

粘附分子CD146是影响滋养层细胞侵入行为的关键分子

前期研究观察到一种现象, 在正常妊娠的胎盘中细胞粘附分子CD146选择性地表达在侵入性滋养层细胞中, 而在滋养层细胞侵入不足的先兆子痫病人的胎盘中CD146表达降低或缺失.本文进一步研究了CD146分子影响滋养层细胞侵入行为的作用机理.免疫荧光实验显示CD146分子选择性地表达在具有侵袭能力的中间滋养层细胞,而在非侵入性的细胞滋养层细胞和合体滋养层细胞中不表达.细胞功能实验表明,影响滋养层细胞侵入性的两个关键要素,即细胞迁移和基质金属蛋白酶的分泌,都受到CD146特异抗体的显著抑制.这些研究结果提示,粘附分子CD146是影响细胞侵入行为的关键分子.这为深入研究胚胎植入和肿瘤浸润的分子调控机理提供了一个关键的分子模型.     

粘附分子CDl46是影响滋养层细胞侵入行为的关键分子

前期研究观察到一种现象,在正常妊娠的胎盘中细胞粘附分子CDl46选择性地表达在侵入性滋养层细胞中,而在滋养层细胞侵入不足的先兆子痫病人的胎盘中CDl46表达降低或缺失．本文进一步研究了CDl46分子影响滋养层细胞侵入行为的作用机理．免疫荧光实验显示CDl46分子选择性地表达在具有侵袭能力的中间滋养层细胞,而在非侵入性的细胞滋养层细胞和合体滋养层细胞中不表达．细胞功能实验表明,影响滋养层细胞侵入性的两个关键要素,即细胞迁移和基质金属蛋白酶的分泌,都受到CDl46特异抗体的显著抑制．这些研究结果提示,粘附分子CDl46是影响细胞侵入行为的关键分子．这为深入研究胚胎植入和肿瘤浸润的分子调控机理提供了一个关键的分子模型．     

DDRT-PCR技术在研究附植前胚胎基因表达中的应用

甘肃农业大学动物医学院张进隆等5位科研工作者根据哺乳动物附植前胚胎的发育受相应基因的控制。在不同阶段（发育阶段）有不同的差异基因,他们分离并克隆此差异表达基因,以了解胚胎发育的分子机理。他们应用mRNA差异显示技术（DDRT-PCR）的基本原理、特点,即一对细胞的总RNA反转录而成的cDNA模板、PCR高效扩增、     

基于加权基因共表达网络分析探索肝纤维化关键基因

本研究旨在基于加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)筛选肝纤维化发生及发展过程中的关键基因及潜在机制。从GEO数据库获得肝纤维化患者全基因组芯片数据(GSE84044),采用WGCNA发掘与肝纤维化发生发展相关的重要模块及关键基因,通过GO注释和KEGG富集揭示潜在的关键机制。对肝纤维化患者基因组芯片数据进行WGCNA分析,22 876个基因被分为8个模块,其中有两个模块与肝纤维化相关性较大,GO注释和KEGG富集的结果表明,这两个模块主要与细胞外基质和胶原蛋白的产生有关。分析WGCNA关键基因在肝纤维化4个时期的表达差异,结果发现,LIPC、DCN、LUM、COL1A1等10个基因呈现出明显变化趋势。本研究采用WGCNA对肝纤维化患者的基因芯片进行分析,挖掘肝纤维化发生发展过程中的重要基因,为肝纤维化预防与治疗提供生物标志物和潜在靶点的新筛选方向。     

TGF-β1和IGF-1 mRNA在早期胚胎停育绒毛组织中的表达及意义

目的:通过检测胚胎停育患者绒毛组织中TGF-β1和IGF-1 mRNA的表达,探讨其在胚胎停育发病机制中的作用。方法:用半定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测正常人流(20例),胚胎停育(25例)绒毛组织中TGF-β1和IGF-1基因在转录水平的表达。结果:(1)与对照组相比,实验组绒毛组织中TGF-β1mRNA表达量降低(P0.05),(2)胚胎停育患者绒毛中IGF-1mRNA表达量升高(P0.05)。(3)绒毛组织中TGF-β1与IGF-1的表达呈负相关(r=-0.793,P0.05)。结论:TGF-β1、IGF-1的表达在基因转录水平发生改变,TGF-β1表达的降低可能上调了IGF-1的表达,提示两者可能共同参与了胚胎停育的发生。     

兔胚胎时期特异性基因相关新片段的克隆

阶段特异性基因的表达是早期胚胎发育过程中的重要事件,对植入前胚胎基因表达模式的研究是进一步研究植入前胚胎发育调控机制的前提。本实验利用mRNA差异显示技术来研究兔(Oryctolagus cuniculus domestica)植入前各期胚胎的基因表达差异。在获得的42个阳性阶段特异性表达的基因中,有5个在NCBI和EMBL数据库中没有同源序列,登录EMBL,申请了登录号。这些新基因片段都是桑葚期特异表达的基因,而且在以后的囊胚期也有表达。兔由母源型调控向合子型调控的过渡是在8～16细胞期开始的,在桑葚期开始表达的这些基因片段应该是兔胚胎时期特异性基因。这些基因的克隆将为进一步研究兔的植入前胚胎发育模式奠定基础。