转录组测序数据中cSNP和表达差异基因的分析方法

目的确立本次转录组测序数据中编码区单核苷酸多态性(cSNP)和表达差异基因的分析方法,筛选出可能导致蛋白质功能改变的单核苷酸多态性(SNP)位点和不同表型细胞中存在的表达差异基因。方法对正常培养的胃癌细胞系MKN28和SGC7901进行RNA测序(RNA-Seq),将测序数据与参考基因组进行比对,对测序的reads数、测得的基因数、MKN28和SGC7901中各自表达上调的基因数、SNP数及可变剪接形式进行统计学分析。运用在线的软件和数据库并结合计算机编程,对2株胃癌细胞系转录组测序数据中的SNP进行筛选和功能预测;对2株细胞中表达差异基因GO聚类结果进行分析比较。结果筛选并预测了8种类别709种基因的SNP,分析出了6个经预测能够导致蛋白功能改变的SNP位点。对表达差异基因的分析得到了丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶在2株细胞中的表达情况;经Western blotting和PCR验证了部分分析结果。结论确立了1种转录组测序后cSNP数据的分析方法,该方法能够对大量SNP数据进行高效筛选和分析;通过聚类分析后再比较得到了一组在MKN28中高表达而在SGC7901中低表达的蛋白激酶基因;这些结果为后续实验提供了依据。

幽门螺杆菌感染与玫瑰痤疮共表达差异基因及相关信号通路的生物信息学探索

目的运用生物信息学方法探究幽门螺杆菌(Hp)感染与玫瑰痤疮的共同信号通路以及筛选Hub基因。方法通过GEO数据库获取Hp感染(GSE70394)和玫瑰痤疮(GSE65914)相关的基因表达数据集,使用R语言limma包以及Venn图筛选出两者共表达差异基因,运用Metascape数据库对差异基因进行基因本体论(GO)富集分析,并使用R语言clusterProfiler包分别对上调和下调基因进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。随后使用STRING以及Cytoscape软件构建蛋白互作(PPI)网络,应用其内部插件MCODE和Cytohubba筛选关键功能模块和Hub基因,将Hub基因导入GeneMANIA在线分析工具,构建Hub基因共表达网络,并再次对Hub基因进行GO以及KEGG富集分析。结果GSE70394数据集包含3个未感染Hp的人胃腺癌细胞(AGS)组织和3个感染Hp 24 h后的AGS细胞组织的基因芯片数据;GSE65914数据集包含了19例玫瑰痤疮患者皮肤组织和10名健康志愿者皮肤组织的基因芯片数据。经过比较分析最终获得139个共表达差异基因,包含93个上调基因和46个下调基因。GO富集分析显示共表达差异基因主要集中于平滑肌细胞调节、血管发育以及脂质代谢过程。KEGG富集分析显示共表达差异基因主要涉及脂质和动脉粥样硬化、炎症反应和免疫相关通路,如PPAR信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用、Th17细胞分化、IL-17信号通路和NF-κB信号通路。使用Cytohubba插件共识别出16个Hub基因,包括SPRR1B、GCLM、KRT16、GPX2、S100A2、SOD2、MMP1、MSMO1、HMOX1、GLRX、IL-1β、CXCL1、PPARγ、HMGCS1、SRXN1、SPRR3。结论Hp感染与玫瑰痤疮存在一定的相关性,Hp可能通过介导炎症免疫反应以及调节脂质代谢过程来参与玫瑰痤疮疾病的发生发展,筛选出的Hub基因与相关信号通路可为后续的关联性分析提供一定的理论参考。

NaCl胁迫下宁夏枸杞ABA代谢相关基因差异表达分析

为解析宁夏枸杞响应NaCl胁迫的ABA代谢分子调控机制,检测NaCl胁迫下宁夏枸杞叶片脱落酸(ABA)含量变化,并利用RNA-seq和qRT-PCR技术研究NaCl胁迫下ABA代谢相关基因的差异表达规律。结果表明,不同浓度NaCl胁迫下,宁夏枸杞叶片中ABA含量随NaCl浓度的增加呈现增加趋势;通过转录组测序筛选得到21个ABA代谢相关的差异表达基因,从100 mmol/L、200 mmol/L、300 mmol/L NaCl处理下的宁夏枸杞叶片中检测到ABA代谢相关的差异表达基因分别有17、11、9个,qRT-PCR检测结果与转录组测序结果基本一致。宁夏枸杞通过相关基因的差异表达调控ABA代谢和信号通路,从而参与调控其响应NaCl胁迫。

双相情感障碍与精神分裂症的共表达差异基因分析

目的通过生物信息学方法寻找双相情感障碍(bipolar disorder,BD)与精神分裂症(schizophrenia,SCZ)之间的共表达差异基因(DEG)。方法在GSE53987和CSE35977数据集中选择BD和SCZ与正常对照的差异表达基因,对筛选出的共同表达DEG进行GO/KEGG分析,通过STRING数据库进行蛋白互作分析并筛选枢纽基因,运用ROC曲线分析枢纽基因对BD和SCZ的诊断价值。结果共筛选出60个共表达的DEG、GO/KEGG富集分析显示共表达的DEG主要富集表达在大脑神经元细胞中,且大多参与突触的组织、分化、传递等生物过程。KECG分析显示主要涉及肌萎缩侧索硬化、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路、mTOR信号通路。筛选出的枢纽基因(EGF、FGF2、NTRK2、SLC1A3和SNAP25)对诊断BD和SCZ均有一定准确性。结论BD和SCZ之间具有共表达DEG,通过多种信号通路在BD和SCZ的发生和进展中起重要作用。

呼吸睡眠暂停综合征与特发性肺纤维化的共表达差异基因分析

目的 通过生物信息学方法寻找呼吸睡眠暂停综合征(OSA)与特发性肺纤维化(IPF)之间的共表达差异基因。方法 下载GSE24206和GSE135917数据集作为研究对象,筛选疾病组与正常对照组之间的差异表达基因(DEG),运用韦恩工具获得彼此的共同表达DEG(co-DEGs)。运用WebGestalt数据库对co-DEGs进行GO/KEGG分析,通过STRING数据库分析co-DEGs的蛋白互作网络以及相关枢纽基因,使用pROC包对枢纽基因在OSA和IPF中的诊断价值进行ROC分析。结果 共筛选出406个co-DEGs, GO/KEGG富集分析显示co-DEGs在生物过程中主要在细胞外基质组织,细胞外结构组织,白细胞迁移,免疫系统过程的负调节,对细菌来源分子的反应,中性粒细胞介导的免疫等过程中特别富集。在细胞组成中主要富集在含胶原的细胞外基质、轴丝部分、特定颗粒、基底膜内,而对于分子功能主要在受体配体活性、糖胺聚糖结合、DNA结合转录激活因子活性、RNA聚合酶Ⅱ特异性、硫化合物结合、G蛋白偶联受体结合、细胞外基质结构成分、细胞因子活性等功能上发生富集。对于通路分析,co-DEGs主要富集在IL-17信号通路,病毒蛋白与细胞因子和细胞因子受体的相互作用,TNF信号通路、类风湿关节炎、细胞因子-细胞因子受体相互作用,ECM-受体相互作用等信号通路。通过STRING数据库的互作网络分析筛选出的前5个枢纽基因(IL-6、CXCL8、PTGS2、FOS、MYC)在诊断OSA和IPF上具有一定的准确性。结论 OSA和IPF之间存在co-DEGs,彼此之间通过多种信号通路在疾病进展中发挥作用。

RNA测序观察低氧培养环境下卵巢癌细胞内管家基因表达的变化

卵巢癌是危害女性健康的主要恶性肿瘤之一。阐明卵巢癌发生和进展的分子机制有助于提升卵巢癌诊断与治疗水平。明确卵巢癌细胞在不同病理与生理条件下差异基因表达模式是研究其分子机制重要途径。实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)是一种快速有效的检测细胞内基因表达水平的技术^([1])。在基因表达分析中,需要控制不同样本之间总体转录活性差异的变量,使用内部控制(参考)基因是最常用的方法。

开放的差异基因表达技术研究进展

自 90年代早期发展以来 ,差异基因表达 (DGE)技术在许多领域得到了应用 .“开放”结构系统的DGE技术不需原始的生物学或序列信息 ,而且可应用于任何种群 .主要介绍 6项开放的DGE技术 :cDNA代表性差示分析 (cDNA RDA)、基因表达系统分析 (SAGE)、表达序列标签串联排列连接(TALEST) ,和早期的DGE技术差异显示 (DD)、随机引物聚合酶链反应 (AP PCR) ,以及一项受专利保护的技术———GeneCalling .通过几项重要的参数对这些技术进行了比较 ,认为DD虽然有其致命的弱点 ,但在目前仍然应用得非常广泛 .cDNA RDA能有效富增特异片段 ,扣除共有序列 ,如能和SAGE结合 ,将能进一步促进其发展 .TALEST和GeneCalling操作较简便 ,一次试验能获得大量的数据 ,但是分析这些数据比较麻烦 ,须借助另外的分析软件 .最后介绍了应用DGE技术取得的最新成果 .

cDNA-AFLP分析不同发育时期蓖麻种子脂肪酸差异基因表达的关键技术

在介绍cDNA-AFLP技术原理与操作步骤的基础上,分析了应用cDNA-AFLP分子标记技术分析蓖麻种子脂肪酸含量差异基因表达过程中的主要影响因素,以期为后续利用该标记技术分析不同发育时期蓖麻种子脂肪酸含量的差异表达提供技术支持。

利用GEO数据库分析糖尿病患者冠心病易感相关基因表达差异的生物信息学分析

目的 应用GEO数据库分析单纯糖尿病患者与合并冠状动脉粥样硬化性心脏病(CAD)的糖尿病(DM)患者相关基因的表达差异。方法 检索基因表达数据库(GEO)并筛选DM患者合并CAD的DM患者相关基因表达谱数据。时间截点选择2021年5月,筛选条件选择“Diabetes”及“Coronary Heart Disease”,物种类型选择“human”。使用GEO2R分析DM患者合并CAD的差异表达基因,并对单纯DM患者与合并CAD的DM患者间的通路富集情况做KEGG分析,而后使用PPI分析找出关键基因及其蛋白靶标;并以同期健康体检人群及单纯CAD患者作为参照组,对单纯DM、单纯CAD及合并CAD的DM患者差异基因表达情况进行比较。结果 从选定数据集共筛选出差异基因32 322个,设置筛选条件为组间表达量的比值Log2FC>2且P<0.05,共筛选出差异基因76个,其中上调基因23个,下调基因53个。DM与合并CAD的DM有10条显著差异性富集信号通路(P<0.05)。GO功能分析得到显著富集条目30个,其中10个(33.3%)与生物过程(BP)相关,10个(33.3%)与细胞组分(CC)相关,10个(33.3%)与分子功能(MF)相关。PTC与对照组显著差异基因共计42个,其中排名前10的分别是MYC、C3、AGTR1、PPARG、ADRB3、ACE、NOS3、MTHFR、UTS2、PON2;合并CAD组患者的MYC、C3、AGTR1、PPARG、ADRB3、ACE及UTS2基因表达水平明显高于单纯DM组,而NOS3、MTHFR及PON2基因表达水平明显低于单纯DM组(均P<0.05);单纯DM组与单纯CAD组间MYC、C3、AGTR1、PPARG、ADRB3、ACE、NOS3及MTHFR基因表达水平差异无统计学意义,而单纯CAD组的UTS2明显低于单纯DM组,PON2明显高于单纯DM组(均P<0.01)。结论 DM合并CAD发生的关键影响基因主要包括MYC、C3、AGTR1、PPARG、ADRB3、ACE、NOS3、MTHFR、UTS2、PON2,可能通过磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信号通路(PI3K/AKT signaling pathway)、病毒致癌作用(Viral carcinogenesis)、黏着斑(Focal adhesion)、Wnt信号通路(Wnt signaling pathway)等对DM发生合并CAD的影响。

花生种皮抗黄曲霉差异基因表达初步分析(英文)

黄曲霉不同抗性花生种皮存在显著差异,本试验选择经鉴定的高抗黄曲霉花生种质J11与高感种质金花1012为研究材料,以金花1012为对照利用基因芯片技术开展了抗病差异基因表达分析研究。试验共使用61078杂交探针组,结果表明,共有417个差异基因表达量上升,650个差异基因表达量下降。另外,获得抗Phytophathora Sojae真菌病害表达量上升差异基因4个,表达量下降差异基因49个。获得抗Heterodera Glycines Ichinohe真菌病害表达量上升差异基因4个,表达量下降差异基因25个。

肾阳虚证骨关节炎温针疗效的差异基因表达谱研究

目的:探讨温针治疗肾阳虚证骨关节炎的分子机制,为其疗效提供科学依据。方法:根据肾阳虚证评定量表,选取典型肾阳虚证患者10名给予温针治疗两周,然后以其中疗效最好的4例治疗前后作基因芯片杂交测试,采用SAM基因芯片数据分析软件,筛选显著表达基因作进一步的基因功能分析。结果:4例患者皆为典型肾阳虚证,经温针治疗后效果明显。通过SAM软件筛选到32个显著表达基因,基因功能注释结果提示炎症反应、信号转导类基因显著表达;分子通路主要集中于免疫及信号转导通路。讨论:温针治疗肾阳虚证膝骨关节炎的疗效的分子机制是多方面的,涉及到炎症反应、免疫功能、信号系统等多方面的修复作用。

冠心病急性心肌梗死患者外周血差异基因表达分析及功能

目的探讨冠心病急性心肌梗死患者外周循环血单核细胞中差异基因表达及功能。方法收集2020年9月至2021年9月在昆明市第一人民医院接受冠脉造影的患者,提取外周血单核细胞总RNA,使用DNBSEQ平台进行第2代高通量测序。检测并筛选差异表达基因,进行KEGG及GO富集分析。结果冠心病急性心肌梗死组与冠脉正常组对比,其中差异基因89个,上调基因67个,下调基因22个;其中差异lncRNA14个,差异mRNA72个,差异circRNA3个。完成KEGG pathway富集分析、KEGG disease富集分析、KEGG molecular富集分析。完成GO cell composition富集分析、GO cell function富集分析、GO biological process molecular富集分析。结论筛选出显著差异的10个mRNA、6个lncRNA、2个circRNA。富集分析中涉及感染、转录失调、PI3K-Akt信号通路、脂类合成、吞噬泡腔、细胞外基质、脂多糖结合等,与冠状动脉粥样硬化的发生与发展及急性血栓事件的发生可能相关。

慢性乙型肝炎证候差异基因表达谱分析

目的:通过检测分析慢性乙型肝炎(乙肝)肝肾阴虚证和肝郁脾虚证患者的差异基因表达谱,探讨乙肝中医证候分型与基因表达之间的关联。方法:采集乙肝患者和健康者的外周血样本,提取白细胞中的总RNA;运用基因芯片技术检测基因表达,并对其表达谱进行比较分析;使用实时定量RT-PCR验证部分基因表达。结果:在乙肝肝肾阴虚证和肝郁脾虚证者之间、乙肝患者与健康者之间,基因表达谱都存在明显的差异表达。肝肾阴虚证单独调变的基因主要与氮氧化合物合成酶调节物活性、RNA多聚酶III转录因子活性和神经递质转运体活性等相关;肝郁脾虚证单独调变的基因主要与细胞动力学过程、多器官过程的调节和cAMP依赖性蛋白激酶PKA的活化等相关。实时定量RT-PCR的结果与基因芯片检测结果趋势一致。结论:乙肝肝肾阴虚证和肝郁脾虚证患者白细胞中基因表达存在差异,提示乙肝中医临床辨证分型具有分子生物学基础,与基因差异表达密切相关。

cDNA-AFLP技术在植物差异基因表达研究上的应用

cDNA-AFLP技术是能够对生物体转录组进行全面分析的新技术,因其具有多态性丰富、稳定性高、效率高等优点,被广泛应用于基因表达研究.随着科技发展,该技术不断得到完善与创新,并取得了很多研究成果.本文简单介绍了cDNA-AFLP技术的基本原理及技术特点,概述了其在植物差异基因表达上的应用现状,并对其发展前景进行了展望.

基于转录组测序分析芍药苷诱导下口腔黏膜上皮细胞差异表达基因

目的:基于转录组测序分析芍药苷调控人口腔黏膜上皮细胞基因表达的情况,分析关键基因,探讨芍药苷在口腔黏膜上皮细胞中的作用机制以及其药用价值。方法:实验分为3组,空白对照组、低浓度(5μmol/L)和高浓度(10μmol/L)芍药苷组处理口腔黏膜上皮细胞系Leuk-1,进行转录组测序分析,从而筛选出差异表达基因(DEGs),采用GO和KEGG富集分析对DEGs进行基因功能和途径注释。结果:芍药苷诱导下,Leuk-1细胞中共有1212个显著DEGs;GO富集分析显示,DEGs显著富集在免疫反应、体液免疫应答反应、细胞因子介导的通路反应2’-5’寡腺苷酸合成酶活性、丝氨酸内酞酶活性、细胞外空间、细胞外组分和内质网等功能中;KEGG通路富集显示,DEGs显著富集在单纯疱疹病毒Ⅰ感染、癌症通路、细胞因子与细胞因子受体相互作用、人类乳头瘤病毒感染等信号通路中;采用实时荧光定量PCR技术检测了参与芍药苷诱导的Leuk-1细胞差异表达的基因,其趋势域RNA-seq一致,可以验证RNA-seq技术的准确性。结论:芍药苷在口腔黏膜上皮细胞中的作用主要体现在抗病毒感染、肿瘤抑制、保护上皮完整性以及免疫调节等方面。

双相情感障碍与2型糖尿病的共表达差异基因分析

目的通过生物信息学方法寻找双相情感障碍(BD)与2型糖尿病(T2DM)之间的共表达差异基因。方法选取GSE5388、GSE161355、GSE25724数据集作为在线数据库研究对象,在BD和T2DM数据集中筛选疾病组与正常对照组的差异表达基因(DEG),并获得这2种疾病的共同表达的DEG。运用WebGestalt数据库对2组间的交叉基因进行GO/KEGG分析,通过STRING数据库分析与共表达DEG有关的枢纽基因及蛋白,利用SPSS 23.0软件分别分析BD和T2DM数据集中枢纽基因的诊断价值。结果共筛选出362个共表达的DEG,GO/KEGG富集分析显示共表达的DEG主要在细胞代谢、生物调控等多种基因功能上发生富集。KEGG通路富集显示共表达DEG主要参与脊髓小脑性共济失调、自噬、鞘脂信号通路、沙门菌感染、蛋白质输出、柠檬酸循环、蛋白酶体、AMPK信号等通路。CYCS、BUB3、COPS5、ATP5C1、BTBD15个枢纽基因均对BD和T2DM具有诊断价值。结论BD和T2DM之间具有共表达差异基因,在BD和T2DM的发生和进展中起重要作用。

双相情感障碍与非酒精性脂肪肝的共表达差异基因分析

目的通过生物信息学方法寻找双相情感障碍(BD)与非酒精性脂肪肝(NAFLD)之间的共表达差异基因。方法选取GSE5388、GSE63067、GSE49541数据集作为在线数据库研究对象,在BD和NAFLD数据集中筛选疾病组与正常对照组的差异表达基因(DEG),并获得这2种疾病的共同表达的DEG。运用Web Gestalt数据库对2组间的交叉基因进行GO/KEGG分析,通过STRING数据库分析与共表达DEG有关的枢纽基因及蛋白,利用SPSS 23.0软件分别分析BD和NAFLD数据集中枢纽基因的诊断价值。结果共筛选出59个共表达的DEG,GO/KEGG富集分析显示共表达的DEG主要在细胞代谢、生物调控等多种基因功能上发生富集。KEGG通路富集显示共表达DEG主要涉及神经活性配体-受体相互作用,神经退行性变的通路,炎症介质对TRP通道的调节、WNT信号通路、钙信号通路等多种机制通路。GAP43、ANO2、GABRG1、HTR2A和NGF 5个枢纽基因均对BD和NAFLD具有诊断价值。结论BD和NAFLD之间具有共表达差异基因,在BD和NAFLD的发生和进展中起重要作用。

差异基因表达技术在心脏疾病研究中的应用

细胞的发育和分化、细胞周期的调节、细胞衰老及死亡、一些疾病的发生和发展过程均与某些特殊基因的表达开放或者关闭有关。比较细胞在不同状态或不同分化阶段基因表达的差异 ,对细胞生命过程中的调节机制以及疾病发生机制的研究有着重要价值。该文对近年来发展的差异基因表达检测技术 ,包括mRNA差异显示、基因表达系列分析、抑制性消减杂交、DNA微阵列等在心脏疾病中的应用作一综述。

迟缓爱德华氏菌刺激对牙鲆转录组差异基因表达的影响

为了研究迟缓爱德华氏菌刺激下牙鲆基因表达作出的响应,采用高通量测序平台(Illumina HiSeq)分别对迟缓爱德华氏菌刺激的牙鲆和未受刺激牙鲆的肾脏进行转录组测序,并对差异基因进行生物信息学分析,包括GO(基因功能注释)、SNP(单核苷酸多态性)分析、SSR(简单重复序列)分析等.结果表明,用Trinity软件对clean reads进行拼接后,聚类得到222 980条转录本,总长200 234 420 bp,平均长度898 bp,N50为1 886 bp.对组装的序列进行基因功能注释后,有99 808条序列得到了注释.筛选出2 502个差异表达比较显著的基因,表达量上调的有1 280个,下调的有1 222个.GOseq结果显示差异基因显著富集在38个GO terms上,包括6个细胞组分、12个生物学过程和20个分子功能.差异基因共获得277个KEGG通路富集,627个差异基因显著富集到20条信号通路上,其中,8个与信号通路有关,3个与发育有关,9个与相关疾病有关.