酵母双杂交技术筛选hCLP46的相互作用蛋白

目的:利用酵母双杂交技术,筛选人白细胞cDNA文库中能与人类CD34+干/祖细胞异常表达蛋白hCLP46(human CAP10-like protein46)相互作用的未知蛋白。通过对其相互作用蛋白的筛选和研究,研究hCLP46基因在骨髓增生异常综合症MDS-AML的作用机制,为MDS-AML的临床治疗和诊断提供理论基础。方法:以pGBKT7-hCLP46为诱饵质粒筛选人白细胞cDNA文库,得到阳性克隆,并对验证后的阳性克隆的外源性片段进行测序及同源性分析。结果:经过两次筛选、验证,从人白细胞cDNA文库中得到5个阳性克隆,对验证后的阳性克隆的外源片段进行测序及同源性分析,最终得到4个不同的候选基因序列。结论:应用酵母双杂交系统,共筛选得到4个不同的基因,其编码蛋白与hCLP46有相互作用,可能与MDS-AML发病机制相关。

癌相关通路在肺腺癌中的共扰动机制

肺腺癌的发生涉及多个生物学功能通路的扰动,其遗传改变频繁地发生于MAPK信号、p53信号、Wnt信号、细胞周期和mTOR等通路的基因中。解析癌相关通路间的共扰动机制对我们理解癌机制以及寻找诊断标记具有重要意义。因此,本文基于肺腺癌突变谱数据,研究上述癌相关通路在肺腺癌中的共扰动机制。结果发现:在肺腺癌发生的过程中,MAPK信号、p53信号、Wnt信号、细胞周期和mTOR等通路同时被扰动。在不同的癌样本中,一对通路可能通过以下三种方式被共同扰动:(1)在两条通路中的不同基因间的共突变;(2)两条通路相互交叠基因的突变;(3)与两条通路同时具有频繁的互作关系的蛋白质的编码基因的突变。该结果提示,癌相关通路对在不同的样本中可能通过不同的方式被共扰动,这也可能是造成癌症异质性的重要原因之一。

应用生物信息学分析正常女性不同乳腺密度差异表达基因

目的:应用生物信息学技术筛选高乳腺密度和低乳腺密度的正常女性的差异基因并分析其富集通路,为致密型乳腺女性乳腺癌早期诊断、靶向治疗和预后评估提供理论依据。方法:从GEO数据库获取GSE38506数据集,使用GEO2R筛选差异表达基因。使用DAVID数据库进行GO、KEGG富集分析,并应用STRING及Cytoscape软件的CytoHubba插件进行蛋白相互作用网络分析,筛选出Hub基因。最后使用bc GenExMiner在线工具对这5个Hub基因进行预后分析。结果:从GSE38506基因芯片共筛选出830个显著差异表达基因,其中上调基因442个,下调基因388个。富集分析显示,差异表达基因主要涉及信号转导、GTP酶活性的正调控、固有免疫反应、细胞黏附、细胞质膜、细胞表面、细胞连接、ATP结合、肌动蛋白结合、转录因子结合等。共筛选出2个核心模块和5个Hub基因,包括EGFR、JUN、CDC42、SRC、RAC1,并且它们都与乳腺癌预后相关。结论:通过生物信息学筛选出了正常女性乳腺密度相关的5个核心基因,可能对乳腺癌的发生发展和预后存在一定影响,是潜在的致密型乳腺女性易患乳腺癌的分子学标志物和靶向治疗新位点。

基于生物信息学分析筛选骨关节炎差异表达基因

目的基于生物信息学分析筛选骨关节炎相关的差异表达基因(DEGs),并分析其生物学功能。方法从GEO数据库下载微阵列数据集GSE1919,其包括5个骨关节炎样品和5个匹配的对照样品。利用R语言的Limma工具包进行数据分析,筛选DEGs。利用DAVID数据库对DEGs进行基因本体富集分析,利用京都基因与基因组百科全书数据库对上调DEGs进行信号通路分析。基于STRING数据库的信息识别蛋白质-蛋白质互相作用(PPI),使用Cytoscape软件3.4.0进行PPI网络构建。结果共获得1145个DEGs,包括483个上调的DEGs和662个下调的DEGs。上调的DEGs主要涉及受体活性、细胞黏附分子活性,主要集中于细胞外组分、细胞膜、细胞外间隙等,主要与细胞通信、信号转导有关。上调的DEGs显著富集于肿瘤坏死因子、细胞黏附分子、丝裂原活化蛋白激酶、黏着斑、细胞因子受体相互作用以及磷脂酰肌醇-3-羟激酶-蛋白激酶B等信号通路。白细胞介素(IL)-6、IL-8、胰岛素样生长因子(IGF)和血管紧张素原(AGT)等基因为PPI网络的核心基因。结论IL-6、IL-8、IGF和AGT基因可能是参与骨关节炎发展的重要基因。

基于单细胞RNA测序和空间转录组测序分析矽肺中巨噬细胞差异基因及其功能

[背景]单细胞RNA测序技术(scRNA-seq)和空间转录组测序技术的兴起使得肺部疾病得以深入研究,但这两者在矽肺中的研究甚少。[目的]利用scRNA-seq联合空间转录组测序技术探索矽肺巨噬细胞中差异表达基因(DEGs)和潜在诊断基因。[方法]雄性C57BL/6小鼠(5~6周龄,22~30 g)随机分为4组,即生理盐水(NS)组7 d、NS组56 d、SiO_(2)组7 d及SiO_(2)组56 d,每组各1只。SiO_(2)组小鼠通过气管滴注SiO_(2)悬液(0.2 g·kg^(−1),50 mg·mL^(−1))构建矽肺模型,对照组小鼠给予相同体积NS,第7、56天分别摘取右肺用于scRNA-seq以及左肺用于空间转录组测序。利用主成分分析技术和均匀流形逼近和投影降维,捕获细胞群。应用R语言的Find Markers函数分析两组肺组织中巨噬细胞的DEGs变化,对相应的DEGs进行基因本体富集分析和京都基因与基因组百科全书信号通路分析,同时应用STRING及Cytoscape软件的CytoHubba插件进行蛋白相互作用网络分析,筛选出关键(Hub)基因。运用空间转录组测序探究Hub基因在肺组织切片上的原始位置以及在肺巨噬细胞中的映射。最后验证Hub基因在矽肺病患者肺组织和小鼠矽肺模型中表达水平的关联性以及运用受试者工作特征曲线验证Hub基因诊断效能。体外实验应用细胞活力检测技术,验证SiO_(2)刺激下小鼠巨噬细胞(RAW264.7)活力的变化。[结果]scRNA-seq显示共捕获并定义了20个细胞群。scRNA-seq和空间转录组测序结果显示,与NS组相比,在SiO_(2)组小鼠肺组织中观察到巨噬细胞数量增多且聚集在病灶区。共筛选出97个巨噬细胞DEGs,包括75个上调基因,主要富集于中性粒细胞的趋化和迁移、趋化因子受体结合、肿瘤坏死因子信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用通路、白介素-17信号通路等过程中;22个下调基因,主要富集于晚期内吞体、过氧化物酶体增殖物激活受体信号通路和酒精性肝病信号通路等过程中。共筛选出2个核心模块和3个Hub基因,包括Ccl2、Ccl7、Ptgs2,scRNA-seq显示与NS组相比,它们在SiO_(2)组的表达水平升高且聚集在新增的巨噬细胞中,空间转录组测序显示它们聚集在炎性伴有结节病灶区;CCL7、PTGS2在矽肺患者肺组织中表达量相较于健康者增高,受试者工作曲线下的面积分别为0.850和0.786。与0 h相比,SiO_(2)刺激下3 h、6 h、12 h RAW264.7细胞活力增强(P<0.05)。[结论]通过生物信息学筛选出了矽肺小鼠肺组织的3个Hub基因(Ccl2、Ccl7、Ptgs2)和2个潜在诊断基因(CCL7、PTGS2)可能是潜在的矽肺早期阶段的分子生物学标志物,对矽肺的发生发展和预后存在一定的影响。