基于生物信息学分析的肝癌核心基因的筛选及验证

本研究基于GEO数据库,选取由慢性乙型肝炎诱导的肝细胞癌芯片数据GSE121248为研究对象,利用GEO2R软件分析数据,筛选出差异表达基因,利用DAVID数据库进行GO分析和KEGG pathway富集分析.利用STRING数据库构建PPI网络,分析筛选核心基因.利用GEPIA对核心基因的表达进行验证,Kaplan ...     

基于差异共表达识别肝癌分子生物标志物

为了阐明肝细胞癌的分子机制,采用差异共表达的分析方法对TCGA数据库中HCC的转录组数据进行了生物信息学分析,识别出120 787对差异共表达对,其中1 526个基因被认为频繁参与差异共表达.与差异表达分析比较,识别的差异表达基因与差异共表达基因是相互补充的关系;差异共表达基因整合到人类调控网络识别出TP53、NFKB...     

基于GEO数据库对儿童哮喘急性发作靶基因的生物信息学分析

为了通过生物信息学技术筛选并分析关键基因以探究儿童哮喘急性发作的病理机制,从GEO数据库下载儿童哮喘急性发作相关基因芯片数据集(GSE103166),用R软件包工具筛选出哮喘急性发作患儿与健康儿童的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),用 DAVID(version 6...     

联合TCGA和GEO数据库筛选乳腺癌易感基因

本研究是利用公共基因芯片数据库筛选乳腺癌的预后基因,预测和探索这些基因在乳腺癌进展中的可能机制和临床价值.首先,我们筛选了公共基因芯片数据库(gene expression omnibus,GEO)GSE22820和癌症基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)乳腺癌数据库的重叠差异表达基因,联合R语言分析乳腺癌组织与癌旁正常组织差异表达的基因;其次,基于STRING数据库及Cytoscape软件构建蛋白质相互作用网络图,分析并识别了中枢基因和前3个模块;之后进行了更多的功能分析,包括基因本体(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析以及基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA),以研究这些基因的作用以及潜在的潜在机制;最后进行了Kaplan-Meier分析和Cox比例风险分析,以阐明这些基因的诊断和预后效果.相关数据分析表明15个基因的表达水平与生存预后相关,高表达基因患者的总生存时间短于低表达患者(P＜0.05);Cox比例风险分析表明UBE2T、ER-CC6L和RAD51这3个基因是预后生存的独立因素(P＜0.05);GSEA分析表明在UBE2T、ERCC6L和RAD51基因中细胞周期、基础转录因子和卵母细胞减数分裂明显富集.最终,我们得出结论,这3种基因标志物的高表达是乳腺癌预后不良因素,可作为预测乳腺癌患者转移和预后的有效生物标志物.     

基于生物信息学分析的宫颈鳞状细胞癌预后相关基因的筛选

为了分析宫颈鳞状细胞癌(cervical squamous cell carcinoma, CESC)与正常组织中的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),鉴定与CESC预后相关的关键基因,从GEO和TCGA数据库下载CESC的基因表达谱数据,利用R软件筛选CESC组织与正常组织中的DEGs,并对这些DEGs开展功能和通路富集分析;然后构建蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络,筛选出关键(hub)基因;最后对hub基因进行LASSO COX回归及总体生存率(overall survival, OS)分析。研究共筛选出167个DEGs,这些基因主要涉及染色体分离、DNA复制等生物过程,介导染色质结合、G蛋白偶联受体结合等分子功能,富集于染色体区域、纺锤体和MCM复合体。GSEA分析结果显示,富集的通路主要涉及DNA复制和细胞周期信号通路。此外,从PPI网络中筛选出20个hub基因, LASSO COX回归结果显示MAD2L1、ZWINT、RRM2、TTK、CDC6、PBK、TOP2A、KIF11、KIF20A、NCAPG、NUSAP1、CCNB1及CDK1与CESC患者的预后相关; Kaplan-Meier曲线显示, ZWINT、DTL、CCNB1、CDC6、TOP2A、CDK1、PBK、RFC4及NUSAP1的m RNA表达水平与CESC患者生存预后相关。本研究结果表明, ZWINT、CDC6、PBK、TOP2A、NUSAP1、CCNB1和CDK1为CESC的预后关键基因,为阐明CESC的分子机制提供了理论依据。     

肝细胞癌相关差异基因的生物信息学及预后分析

肝细胞癌是全球癌症相关死亡的主要原因,目前对肝细胞癌的发病机制研究尚不完善,探索肝细胞癌发生、发展相关的分子标志物及其预后具有重要意义。从GEO数据库获得肝细胞癌组织和非癌组织的基因表达阵列数据GSE84402,利用GEO2R筛选差异表达基因;采用DAVID数据库对差异基因进行GO富集分析和KEGG通路分析;通过STRING数据库和Cytoscape软件构建差异表达基因对应的蛋白质相互作用网络,并从网络中筛选出核心基因(hub genes);结合KM plotter数据库的临床信息对hub genes进行预后分析。结果显示:共得到1 307个差异表达基因,其中上调基因741个,下调基因566个,这些差异表达基因主要涉及细胞分裂、细胞周期、DNA复制及物质代谢等生物学过程及生物通路。通过GO、KEGG及蛋白质相互作用网络筛选出BUB1、BUB1B、CCNA2、CCNB1、CCNB2、CDC20、CDK1、MAD2L1、PLK1等9个hub genes,进一步分析发现hub genes均与细胞周期的调控相关,表明细胞周期的调控失常在肝细胞癌的发生、发展过程中具有重要作用。生存分析显示9个hub genes在肝细胞癌患者中均为表达上调的基因,且与患者预后不良相关,这为寻找肝细胞癌患者预后相关生物标志物的研究提供了线索。     

筛选差异表达基因和蛋白质的方法进展

分离和鉴定差异表达基因和蛋白质不仅有助于发现基因和蛋白质的功能,更有助于揭示某些疾病的发生机理.目前筛选差异表达基因的方法主要有差异显示PCR方法(differential display RT-PCR,DDRT-PCR)、消减杂交法(subtractive hybridization,SH)、基因芯片技术(DNA chip technique)和基因表达的系统分析(serial analysis of gene expression,SAGE)等,其中消减杂交法中又先后建立了代表性差异分析技术(representational difference analysis,RDA)、抑制消减杂交法(suppression subtractive hybridization,SSH)和获得全长基因的消减杂交法(full-length-gene-obtainable subtractive hybridization).筛选差异表达蛋白质的方法主要有双向电泳技术(two-dimentional gel electrophoresis)和噬菌体全套抗体库技术(phage display antibody repertoire library technique).这些方法各有特点,各有利弊,研究者可根据自己的需要选择适合于自己的方法.     

利用RNA-seq数据分析肝细胞癌差异表达基因及蛋白相互作用

RNA-Seq已成为当前转录组学研究的强有力工具,尤其在肿瘤差异表达基因的筛选方面有重要的应用价值。为进一步阐明肝细胞癌(HCC)的分子机制,本研究对GEO中1个包括12对HCC组织标本的RNA-Seq数据集(GSE63863)进行了生物信息学分析。采用edgeR、DESeq2、voom等3种不同算法的软件进行统计分析,共获得976个差异表达基因(adj. p-value<0.01或FDR<0.01,|logFC|≥2),其中上调表达422个(43.2%),下调554个(56.8%)。GO富集分析显示这些差异表达基因主要涉及离子结合、氧化还原酶活性等分子功能以及氧化还原、细胞分裂等生物学过程;KEGG通路分析显示,这些差异表达基因主要涉及细胞周期、视黄醇等代谢通路。STRING分析显示,共有654个基因编码的蛋白质存在相互作用,进一步利用MCODE分析显示,169个基因编码蛋白构成4个子网络,相应的中心节点基因分别为UBE2C、GNG4、TTR、FOS,这些基因的异常表达可能在HCC的发生发展过程中具有重要作用。上述研究结果将为进一步阐明HCC分子发病机制、寻找新型生物标志物提供初步的依据。     

CRISPR-Cas9功能基因筛选技术在肝癌研究中的应用

肝癌是全球第四大致死肿瘤,对人类健康构成重大威胁。进展期肝癌缺乏有效靶点,以及目前标准疗法治疗效果有待进一步提高,是肝癌研究领域亟待解决的关键科学问题之一。CRISPR-Cas9功能基因筛选技术促进了肝癌生物学研究的发展,借助该技术,研究者发现了诸多参与肿瘤发生发展的靶基因。此外,无偏倚的CRISPR-Cas9功能基因筛选为探索耐药驱动机制和确定潜在治疗新靶点提供了基础。该文将系统阐述CRISPR-Cas9高通量功能基因筛选技术在肝癌研究领域取得的进展和突破,这些研究将有助于加深人们对肝癌的理解及开辟新的潜在治疗方案。     

Identification and Validation of a Prognostic Model Based on Three MVI-Related Genes in Hepatocellular Carcinoma

MVI has significant clinical value for treatment selection and prognosis evaluation in hepatocellular carcinoma (HCC). We aimed to construct a model based on MVI-Related Genes (MVIRGs) for risk assessment and prognosis prediction in patients with HCC. This study utilized various statistical analysis methods for prognostic model construction and validation in the Cancer Genome Atlas (TCGA) and International Cancer Genome Consortium (ICGC) cohorts, respectively. In addition, immunohistochemistry and qRT-PCR were used to analyze and identify the value of the model in our cohort. After the analyses, 153 differentially expressed MVIRGs were identified, and three key genes were selected to construct a prognostic model. The high-risk group showed significantly lower overall survival (OS), and this trend was observed in all subgroups: different age groups, genders, stages, and grades. Risk score was a risk factor independent of age, gender, stage, and grade. Moreover, the ICGC cohort validated the prognostic value of the model corresponding to the TCGA. In our cohort, qRT-PCR and immunohistochemistry showed that all three genes had higher expression levels in HCC samples than in normal controls. High expression levels of genes and high-risk scores showed significantly lower recurrence-free survival (RFS) and OS, especially in MVI-positive HCC samples. Therefore, the prognostic model constructed by three MVIRGs can reliably predict the RFS and OS of patients with HCC and is valuable for guiding clinical treatment selection and prognostic assessment of HCC.     

基于GEO数据库、TMT蛋白组学筛选绞股蓝对膀胱癌的蛋白靶点

绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)是传统的中药材,对于多种癌症具有显著的疗效.为筛选绞股蓝对膀胱癌的作用靶点,本研究将30只SPF级SD大鼠随机分为模型组、给药组和空白组,通过膀胱灌注N-甲基-N-亚硝基脲(MNU)建立膀胱癌模型并通过相同的方式进行膀胱灌注绞股蓝干预治疗,在第10周进行取材,通过H&E染色病理切片观察各组膀胱内肿瘤情况以明确药效.通过蛋白质组学串联质谱标签(TMT) 10重标记法检测各组膀胱组织的蛋白差异表达情况,结合GEO数据库中3组膀胱癌数据集对作用靶点进行筛选.结果 显示,绞股蓝反向调节膀胱癌335种蛋白质,其中包括55种上调和280种下调.GEO的3个膀胱癌表达谱中汇集的差异蛋白(DEGs)包含20种上调和50种下调.将GEO中DEGs与TMT蛋白质组学中膀胱癌趋势相同的蛋白进行汇集,结合绞股蓝反向调节数据,总共筛选获得了3个反向调节靶点,其中包括1种下调的靶点CNN1和2种上调的靶点KRT19、PCP4,并通过蛋白免疫印迹法进行验证.本研究结果表明,CNN1、KRT19和PCP4可能是绞股蓝治疗膀胱癌的潜在靶点,绞股蓝可能通过调节CNN1、KRT19和PCP4来抵抗膀胱癌,这为绞股蓝治疗膀胱癌提供分子机制依据.     

肝细胞癌中抑癌基因的发现与研究进展

肝细胞癌（HCC）的发病率高、治疗效果差。HCC的发病机制复杂,主要有2类：肝炎、酒精、黄曲霉素、代谢紊乱引起的肝损伤,进而导致的肝硬化;致癌基因和抑癌基因的突变或对应染色体区域的扩增或缺失。细胞内一些信号通路参与了HCC的发生发展,包括RAF／MEK／ERK、P13K／AKT／mTOR、WNT/β-catenin、胰岛素样生长因子、肝细胞生长因子／c-MET、生长因子调节的血管新生等6类信号通路。抑癌基因通过调节信号通路而调节细胞增殖、细胞周期、细胞凋亡等对肿瘤的发生、发展起重要作用的过程。我们简要概述HCC相关的肿瘤抑制分子及其所在的信号通路及作用的分子机制。     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布。结果表明（1）HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40％（55／136）和82％（112／136）。HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;（2）HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81％（133／164）及86％（141／164）。C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的浆内;核心抗原毁定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中。C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细胞在癌组织以弥漫核阳性常见,在癌旁肝组织以胸浆阳性为主;（3）HBxAg在肝细胞肝 癌中的检出率为75％（123／164）,C33c和HBxAg二者同时阳性占63％（103／164）。HCV感染在我国肝细胞肝癌中比较普遍,HCV和HBV重叠感染占相当比例,可能在肝细胞肝癌的发生中起着重要作用。     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布.结果表明(1)HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40%(55/136)和82%(112/136).HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;(2)HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81%(133/164)及86%(141/164).C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的胞浆内;核心抗原既定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中.C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细     

抑制消减杂交法筛选原发性肝细胞癌中差异表达的基因及其生物学意义

为了筛选原发性肝细胞癌 (hepatocellularcarcinoma ,HCC)中差异表达的基因 ,以了解HCC发生发展的分子基础 ,选取了一例早期高分化肝癌标本作为材料 ,采用抑制消减杂交 (suppressionsubtractivehybridization ,SSH)技术 ,进行了前向及反向消减杂交 ,结合反向Northern印迹筛选 ,得到多个差异表达的基因 .对有意义的基因用半定量RT PCR检测了肝癌中的表达 .结果显示 ,PON2、hSRP1alpha、H4 1在大部分肝癌中表达升高 ,IGFBP1、ITIH1在早期癌症中 ,大部分癌的表达升高 ,在晚期癌症中则表达下降 .EGR1在大部分肝癌中表达降低 .研究表明 ,不同分化程度、不同临床分期的肝癌 ,有共同的或不同的基因表达发生改变 ,明确这些差异表达的基因谱 ,对于肝癌发生发展机理的阐明及肝癌的预防、诊断、治疗都有重要意义 .     

抗口蹄疫病毒相关基因的筛选及分析

口蹄疫是一种烈性传染病,其广泛流行给社会造成了巨大经济损失。为了研究口蹄疫灭活疫苗免疫的分子机制,同时也为抗口蹄疫病毒药物的研制奠定基础,本研究应用mRNA差异显示技术,以PK-15细胞为材料,系统比较了口蹄疫疫苗刺激组（A组）和正常的PK-15细胞（B组）的基因表达情况,回收差异片段,经二次扩增并纯化后,得到30条ESTs。将30条ESTs采用以地高辛标记的反向Northern点杂交鉴定,将阳性条带克隆测序,筛选出8条ESTs,编号E1~E8,应用BLASTn工具将8条ESTs对核酸数据库nr和dbEST中所有序列进行了同源性分析,其中E1,E2分别与猪的热休克蛋白基因、猪的MHCⅠ类基因同源,序列相似性都达到100%。E3,E4,E5,E7分别与已有核酸数据库中的基因克隆或EST具有较高同源性,为已知的EST,但功能未知;E6,E8在数据库中没有发现与其相似性较高的序列,为新的EST。应用数据库资源将E5、E7进行电子延伸后,将延伸序列进行开放阅读框分析,又经TBLASTx分析发现E7蛋白质序列与猪的精氨酸酶Ⅰ类蛋白序列有很高同源性。将E1、E2、E4、E5序列进行了基因表达谱分析,对E6、E8用BLASTx工具对非冗余蛋白质数据库nr进行了相似性搜索,在其他物种中找到了相似的基因序列。本研究筛选出的热休克蛋白基因、MHCⅠ类基因、精氨酸酶Ⅰ类基因和其他未知功能基因可以作为抗口蹄疫病毒研究中的侯选基因,其具体的功能有待今后进一步研究。