基于加权基因共表达网络分析识别肥胖型多囊卵巢综合征的关键基因

目的 采用加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)方法识别肥胖型多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome, PCOS)的关键基因,探讨肥胖型PCOS的发病机制。方法 从基因表达数据库(gene expression omnibus, GEO)下载GSE5090芯片数据,通过WGCNA算法分析筛选基因共表达关键模块和核心基因,对关键模块进行GO和KEGG分析,对核心基因进行差异分析以确定肥胖型PCOS的关键基因。结果 在GSE5090芯片数据中,通过WGCNA分析构建出了31个共表达基因模块,其中重褐色模块(MEsaddlebrown)与肥胖型PCOS具有密切的相关性,包含53个基因。对此模块基因进一步筛选,识别出了ZNF492、MED17、CRABP1、KCNV2、KRI1、ACSBG2、MACO1、SCLY、CPSF1、MAGEA8 10个肥胖型PCOS核心基因。对此模块基因进行GO和KEGG分析发现相关基因与脂肪酸代谢关系密切,主要作用于核蛋白,通过调节染色体组织、有机酸分解等发挥生物学功能。进一步对核心基因表达量进行差异分析,基因ZNF492、CRABP1、KCNV2在肥胖对照组与肥胖型PCOS脂肪组织间存在明显差异。结论 ZNF492、CRABP1和KCNV2基因在肥胖型PCOS的发展中可能产生重要生物学意义,其具体机制有待进一步研究。

WGCNA联合孟德尔随机化对扩张性心肌病关键基因的研究

探究扩张性心肌病的关键基因,并评估这些基因与扩张性心肌病发生的相关性。方法 采用差异表达分析和WGCNA共表达网络分析探索新的扩张性心肌病的关键基因。利用KEGG和GO分析这些关键基因与疾病的通路。建立Nomogram模型和ROC曲线评价其预测效果。并探讨关键基因与免疫浸润的关系。最后,在全基因组关联研究的基础上,进行孟德尔随机化研究。以确定筛选出的基因与疾病的关系。结果 通过WGCNA建立共表达网络,筛选出20个共表达基因。GO和KEGG通路富集分析表明,这些基因主要通过组蛋白去甲基化酶活性、蛋白质去甲基酶活性、脱甲基酶的活性来影响组蛋白赖氨酸去甲基化、组蛋白去甲基化、蛋白质脱甲基、蛋白质脱烷基化、脱甲基等过程。通过Cytoscape软件分析,选取4个关联性更强的基因:LYVE1, FKBP5, CNN1和NPPA。此外,Nomogram模型能较好地预测扩张性心肌病发生风险,并结合ROC曲线,证明该模型较好的预测效果。再通过免疫细胞分析这些基因,观察到其与扩张性心肌病的免疫细胞浸润有因果关系。在孟德尔随机化分析中,发现这些关键基因表达与扩张性心肌病的发生呈负相关。 结论 通过构建基于WGCNA的共表达网络,确定疾病的关键基因,这为了解疾病的发生提供帮助,并有助于研究扩张性心肌病相关基因的分子机制。

酒精性肝炎自噬关键基因的筛选及生物信息学分析

目的筛选酒精性肝炎(AH)的自噬关键基因,探讨AH潜在的生物标志物和治疗靶点。方法采用基因表达综合数据库(GEO)中的2个AH基因芯片和从MSigDB、GeneCards数据库中获得的自噬相关数据集,通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)获取关键基因。对筛选的关键基因进行基因本体(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)功能富集分析,蛋白质相互作用(PPI)分析,免疫浸润分析,构建信使RNA(mRNA)-微小RNA(miRNA)网络,进行酒精性肝病不同分期的自噬相关关键基因的表达差异分析,并进一步通过实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR)在AH患者和小鼠肝脏组织中验证。结果本研究筛选得到了11个与AH自噬相关的基因(EEF1A2、CFTR、SOX4、TREM2、CTHRC1、HSPB8、TUBB3、PRKAA2、RNASE1、MTCL1、HGF),均为上调基因。在AH患者和小鼠肝脏组织中,SOX4、TREM2、HSPB8、PRKAA2在AH组中的相对表达量均高于对照组。结论SOX4、TREM2、HSPB8、PRKAA2可能是AH潜在的生物标志物和治疗靶点。

化学杀雄剂CH1诱导的小麦雄性不育花药转录组学及相关基因表达的分析

为了揭示化学杀雄剂CH1诱导雄性不育的作用机理,以小麦品种普冰151为试验材料,利用测序技术对化杀不育系(FHS)和正常可育系(FZC,对照)的花药RNA进行转录组学分析,筛选差异表达基因,并进行GO、KEGG富集分析及实时荧光定量PCR分析。结果表明,FHS和FZC之间筛选出差异表达基因共3 895个,其中上调表达基因1 334个,下调表达基因2 561个,主要富集在碳水化合物代谢、多糖代谢、外部结构组织、细胞壁组织等;经KEGG分析,差异基因主要集中在戊糖和葡萄糖醛酸转化、淀粉和蔗糖代谢利用等通路中。利用实时定量PCR技术对转录组数据中所筛选出的5个表达差异较大的基因进行验证,在花药发育的单核期,处理与对照相比,这5个基因表现出不同的上下调趋势;而在二核期和三核期,这5个基因都表现出明显的下调趋势,推测这5个基因的下调表达有可能与化杀不育系花粉的败育有关。

神仙鱼透明鳃盖转录组解析

【目的】神仙鱼透明性状具有很高的经济价值和科研价值。探究神仙鱼透明鳃盖(Transparent gill cover,TGC)和不透明鳃盖(Opaque gill cover,OGC)之间的差异表达基因(Differential expression genes,DEG),并挖掘影响神仙鱼透明鳃盖性状的相关信号通路,可为后续筛选调控神仙鱼透明鳃盖性状的关键基因并开展相关机制研究提供理论基础。【方法】选取红顶三色品系神仙鱼的鳃盖组织为研究材料,OGC和TGC各选取6个样本。基于Illumina Novaseq 6000测序平台进行转录组学测序,利用Fastp对原始测序数据进行质控,利用Trinity软件对质控后的数据进行从头组装获得转录本(Transcript)和对应的单基因(Unigene),利用CD-HIT软件和BUSCO软件分别对初始组装序列进行去冗余分析和结果评估。去冗余后的Unigene基于序列同源性进行功能注释。利用RSEM软件计算每个样本中Unigene的表达量。使用DESeq2软件计算OGC和TGC之间的DEG。使用Goatools软件和KOBAS软件对DEG分别进行GO和KEGG通路富集分析。【结果】(1)测序数据质控后每个样本测序碱基平均错误率均低于0.1%,Q20均高于97.78%,Q30均高于93.58%,测序质量可靠。从头组装后获得200 303个Transcript,对应123 178个Unigene。组装后数据去冗余后共获得147 932个Transcript,对应108 070个Unigene,平均长度为991.85 bp,N50为2 430 bp。(2)共有40 180个Unigene在NR、KEGG、eggNOG、GO、Pfam、Swiss-Prot数据库中获得功能注释,占总体的37.98%,其中10 747个基因在6个数据库中同时被注释,占总体的26.75%。(3)TGC相对于OGC共432个DEG,其中TGC相对于OGC显著上调267个基因、下调165个基因。(4)GO富集结果显示,432个DEG主要富集在IMP生物合成过程、IMP代谢过程、“从头”IMP生物合成过程、氨基酸结合、修饰氨基酸结合等5条生物通路中。(5)KEGG富集结果显示,432个DEG主要富集在神经活性配体-受体相互作用、酪氨酸代谢、嘌呤代谢、1个叶酸碳池、苯丙氨酸代谢、核苷酸代谢、泛醌和其他萜类化合物-醌生物合成等7条生物通路中。【结论】利用转录组学测序技术获得与神仙鱼透明鳃盖性状相关的432个基因,这些基因主要参与12条信号通路。研究结果将为神仙鱼透明鳃盖性状相关基因的挖掘和功能研究提供参考。

基于基因芯片技术研究氯化锂-匹罗卡品致痫小鼠海马组织miRNA-187的表达及GO和KEGG分析

目的基于基因芯片技术研究氯化锂-匹罗卡品致痫小鼠海马组织miRNA-187的表达及GO和KEGG分析。方法选取氯化锂-匹罗卡品致痫小鼠海马组织,采用基因芯片技术挖掘差异基因,并运用q-PCR对芯片结果进行验证,利用Target Scan、miRBase、rna22预测靶基因、DAVID综合分析工具进行GO功能富集分析及KEGG信号通路分析。结果挖掘到与癫痫相关差异基因miRNA-187,利用Target Scan、miRBase、rna22 3种软件预测miRNA-187的靶基因,取交集得到107个共同的靶基因,并进行富集分析得到19个基因功能(P<0.05)和7个信号通路(P<0.05)。结论通过生物信息学方法,初步分析了miRNA-187在癫痫中可能参与调控的靶基因和信号通路,为下一步实验验证miRNA-187在癫痫的调控机制奠定基础。

海马G蛋白偶联雌激素受体1参与癫痫调控的转录组学研究

目的本研究分别将野生型(WT)、Gper1敲低(Gper1-KD)大鼠海马组织进行转录组测序,探讨G蛋白偶联雌激素受体1(G-protein coupled estrogen receptor 1,GPER1)影响癫痫发病可能的信号通路和分子机制。方法海马组织进行RNA提取和cDNA文库构建,与NCBI数据库大鼠基因组及基因注释比对,通过FPKM值,筛选组别间差异表达基因(DEGs)。将DEGs进行GO富集、KEGG富集分析,构建蛋白互作网络,利用RT-qPCR法对关键DEGs进行验证。结果Gper1-KD组与WT组相比,筛选(Fold change>2且FDR<0.01)后,检测到DEGs 2253个,其中上调基因1380个,下调基因873个;GO结果显示,DEGs主要分布在淋巴细胞趋化性、细胞分泌、巨噬细胞趋化性、中性粒细胞趋化性、血管生成正向调控等生物过程;KEGG结果显示,DEGs相关分子信号通路主要有癌症信号通路、PI3K-Akt通路、癌症蛋白聚糖相关信号通路、细胞黏附相关通路、MAPK信号通路等;RT-qPCR结果表明,Mapk12、Pdpk1、Foxo3、Camk2d、Pik3cg等基因表达水平差异具有显著性。结论MAPK、TNF信号通路在GPER1影响癫痫发生中可能起关键作用,GABA能神经元和Pik3cg在GPER1影响癫痫易感性方面可能发挥重要作用。

大黄素联合紫杉醇治疗非小细胞肺癌的作用机制探讨

目的 基于网络药理学探讨大黄素联合紫杉醇治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的作用机制,并应用实验验证网络药理学结果。方法 通过中药系统药理学分析平台TCMSP以及医药信息查询库药智数据查找大黄素和紫杉醇的相关靶点,人类基因数据库GeneCards查找NSCLC的相关疾病靶点。应用STRING数据库和Cytoscape构建大黄素联合紫杉醇成分-靶点网络,分析大黄素联合紫杉醇治疗NSCLC的作用靶点、生物学过程以及相关通路,同时利用MTT实验检测大黄素联合紫杉醇对A549细胞增殖的抑制率,并ELISA检测网络药理学得到的核心靶基因水平。结果 大黄素联合紫杉醇与NSCLC的共同靶点基因32个,PPI分析获得前十个靶点蛋白为TP53、CASP3、TNF、EGF、PTGS2、MYC、KDR、TGFB1、MMP9、PPARG,GO分析与KEGG通路分析获得大黄素联合紫杉醇可能作用于NSCLC的150个生物学过程和45条相关通路。MTT结果表明大黄素联合紫杉醇对A549细胞具有明显生长抑制作用(P<0.05),且联合组抑制率明显高于大黄素及紫杉醇单用组(P<0.05)。ELISA结果表明,大黄素与紫杉醇联合组能明显增加A549细胞CASP3含量(P<0.05),降低TNF-α含量(P<0.05),其中联合组效果明显优于大黄素组和紫杉醇组(P<0.05)。结论 大黄素联合紫杉醇能够通过调节细胞增殖与凋亡、调控肿瘤抑制基因表达、炎症反应的相关靶点通路对NSCLC起到治疗作用,大黄素联合紫杉醇有抑制A549细胞增殖的作用,其机制可能与调控CASP3、TNF-α的水平相关。

糖尿病模型大鼠血液microRNA的表达特征及生物信息学分析

目的筛选2型糖尿病(T2DM)大鼠与正常大鼠血液中差异表达的microRNA(miRNA),通过生物信息学分析预测差异miRNA调控的靶基因及功能。方法取20只健康雄性SD大鼠随机分为空白对照组和T2DM模型组,每组10只。采用高脂饲料联合腹腔注射链脲佐菌素(STZ)制作T2DM大鼠模型,2周后提取糖尿病大鼠及正常大鼠全血,应用miRNA测序技术筛选差异miRNA。利用生物信息学方法对差异表达的miRNA靶基因进行基因本体(gene ontology,GO)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路富集分析。结果与空白对照组相比,T2DM模型组大鼠随机血糖均≥16.7 mmol/L且明显升高、持续稳定。与空白对照组相比,T2DM模型组大鼠血液中共有56个差异表达的miRNA,其中32个上调,24个下调。GO富集分析显示差异表达miRNA的靶基因主要集中在细胞质、细胞核、细胞膜等细胞组分,DNA及RNA的转录调控等生物学过程,与蛋白结合、金属离子结合、ATP结合等分子功能相关。KEGG通路富集分析显示差异表达miRNA的靶基因主要富集于糖尿病并发症、癌症等疾病通路,内吞、自噬等细胞功能通路,MAPK、mTOR、Ras、FoxO等信号通路。结论T2DM模型大鼠血液miRNA较正常大鼠差异表达变化明显,其差异表达的miRNA可能通过影响细胞的炎症免疫反应、增殖、生长分化等功能进而参与糖尿病及其并发症的发生发展。

乳酸对小鼠未成熟树突状细胞影响的基因芯片分析

研究乳酸对小鼠未成熟树突状细胞(imDCs)基因组表达水平的影响,为深入研究病理酸性微环境对imDCs免疫功能影响的分子机制提供前期数据。从C57BL/6J小鼠骨髓中分离单核细胞,并诱导其分化为imDCs。20 mmol/L浓度乳酸处理imDCs 24 h,利用BGISEQ平台进行基因芯片分析,筛选出差异表达基因。结果显示,20 mmol/L浓度乳酸处理使imDCs中表达发生变化的基因有915个。通过基因本体论(GO)分析发现差异表达基因参与细胞骨架、凋亡过程及免疫反应等;京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析发现差异表达基因涉及的信号通路包括MAPK信号通路、PI3K-AKT信号通路及TOLL样受体信号通路等。利用Cytoscape软件构建差异表达蛋白之间的互作网络图,并根据节点数筛选关键差异表达蛋白。筛选出分化抗原簇38(CD38)、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGCR)等上调关键差异表达蛋白和信号转导和趋化因子受体7(CCR7)、转录激活因子1(STAT1)等下调关键差异表达蛋白。

基于网络药理学与分子对接探讨参芪白石汤治疗胃癌的机制

目的运用网络药理学方法、GEO数据库与分子对接,探讨参芪白石汤(SBD)治疗胃癌(gastric cancer,GC)的作用机制。方法SBD有效成分及相应靶点通过TCMSP数据库、Pubchem获取,根据《中药大辞典》补充成分,GC差异表达基因从GEO数据库搜索,筛选出GSE118916探针芯片数据集,采用STRING数据库构建PPI蛋白-蛋白互作网络,借助Metascape数据库对核心靶点进行GO和KEGG通路富集分析,利用THPA数据库获得核心基因的免疫组化结果及基因蛋白表达,再运用AutoDock分子对接软件对主要活性成分与核心靶点间的相互作用进行验证。结果获得参芪白石汤9味中药,经OB、DL初步筛选得到63种活性成分,对应930个潜在靶点。GO和KEGG功能富集分析显示,SBD通过平滑肌细胞增殖的调节、对肽的反应、凋亡过程的正向调节、血管相关平滑肌细胞增殖的调节等14个生物过程发挥作用,涉及癌症通路、肿瘤坏死因子信号通路、脂质和动脉粥样硬化、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路等。核心基因蛋白的免疫组化显示ICAM1、PTGS2、PPARG在GC组织中呈强阳性表达,分子对接验证发现3-表齐墩果酸和槲皮素与核心靶点对接良好。结论多靶点药物SBD可能是一种很有前景的GC治疗候选药物,但还需要进一步的体内体外实验。

急性缺氧致小鼠脑血管平滑肌功能改变的转录组学分析

目的探讨小鼠脑血管平滑肌细胞(CVSMCs)在低气压缺氧脑损伤中的作用及其可能的发生机制。方法将雄性C57BL/6J小鼠随机分为平原组(Sham组)和高原组(HA组),每组10只。采用HE染色、免疫组织化学法、免疫荧光法、Western blotting观察各组小鼠脑损伤以及脑血管平滑肌功能变化情况。分离培养另20只C57BL/6J小鼠的原代CVSMCs并构建细胞缺氧模型。采用RNA-seq技术对缺氧组(Hypoxia组)和常氧对照组(Control组)的细胞进行转录组测序,筛选出差异表达基因(DEGs)后进行GO富集分析和KEGG通路富集分析,并使用qRT-PCR对测序结果的准确性进行验证。结果模拟高原环境导致小鼠神经元损伤,并且这种损伤伴随脑血管平滑肌收缩功能改变;RNA-seq测序结果显示,Hypoxia组和Control组相比有511个DEGs(变化大于2倍;P<0.05),其中298个上调差异基因,213个下调差异基因。GO富集分析DEGs主要富集在线粒体结构功能以及糖代谢相关途径。在KEGG通路富集分析中,糖酵解/糖异生、氨基酸生物合成、RIG-I样受体信号通路较显著(P<0.05)。结论CVSMCs可通过改变能量代谢、物质代谢、信号传导等多个途径在低气压缺氧脑损伤中发挥作用。本研究为后续进一步研究CVSMCs在低气压缺氧脑损伤中的作用机制提供了新的方向和思路。

BAZ2A在子宫颈癌和肝癌中促癌的共同机制研究

目的研究毗邻锌指结构域的溴结构域蛋白2A(bromodomain adjacent to zinc finger domain protein 2,BAZ2A)促进子宫颈癌和肝癌发展的共同机制。方法通过转录组测序获得子宫颈癌组和肝癌组的转录组数据。应用R语言的“limma”包分别筛选子宫颈癌组DEGs和肝癌组DEGs,并取交集获得其共有DEGs。通过“ggplot2”和“clusterProfiler”包对DEGs进行GO和KEGG功能注释分析。应用STRING数据库在线工具构建子宫颈癌DEGs、肝癌DEGs和共有DEGs的PPI网络分析图。使用Cytoscape软件对PPI网络分析图进行进一步处理,鉴定出核心基因。结果对子宫颈癌DEGs、肝癌DEGs和共有DEGs分别进行KEGG富集,三者共有的通路涉及细胞凋亡、抗原加工与呈递、类固醇生物合成。对子宫颈癌DEGs、肝癌DEGs和共有DEGs分别进行GO富集,前两者共有的生物过程(biological process,BP)条目涉及凋亡信号通路、免疫反应、生物黏附,三者共有的BP条目为细胞-底物黏附。子宫颈癌DEGs的核心基因为EP300。EP300对癌症细胞凋亡、迁移有调控作用。肝癌DEGs的核心基因为HSP90AB1。HSP90AB1可介导细胞程序性死亡、炎症和自身免疫、迁移等过程。共有DEGs的核心基因为RPS3。RPS3是一种核糖体蛋白,可通过影响核糖体的生物发生而影响癌细胞的生长、增殖和转移。结论BAZ2A可通过调节细胞凋亡、免疫反应、细胞运动、迁移而影响子宫颈癌、肝癌的发展,这为癌症的靶向治疗提供了新思路。

miR-221-3p在PTC中的表达及对BCPAP细胞增殖、凋亡的影响与KEGG、GO分析

目的:观察miR-221-3p在乳头状甲状腺癌(PTC)中的表达,分析其与分期、转移的关系,瞬时转染miR-221-3p inhibitor观察其对PTC细胞BCPAP的增殖和凋亡的影响,生物信息学方法分析miR-221-3p可能作用的靶基因、参与的通路及功能.方法:(1)原位杂交法(ISH)检测PTC、滤泡状甲状腺癌(FTC)与正常甲状腺组织中miR-221-3p的表达.(2)miR-221-3p inhibitor瞬时转染BCPAP细胞后与阴性对照组比较,实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)法、噻唑蓝(MTT)法、Annexin V-FITC/PI流式法分别检测两组细胞miR-221-3p表达、细胞增殖、凋亡情况.(3)软件预测miR-221-3p的靶基因,进行KEGG及GO富集分析.结果:(1)ISH显示PTC组织中miR-221-3p表达明显上调,与FTC、正常甲状腺组织相比差异有统计学意义(P<0.01);(2)miR-221-3p inhibitor转染细胞后,细胞miR-221-3p表达下降;细胞增殖减慢,细胞凋亡无明显改变.(3)在PTC中,KEGG分析显示miR-221-3p的靶基因参与了Wnt signaling pathway、Pathways in cancer等通路,GO分析显示miR-221-3p具有细胞代谢调控、基因表达调控、RNA代谢调控等生物功能.结论:miR-221-3p在PTC中表达明显上调,可能成为PTC的一种标志物,可能有影响PTC细胞增殖的作用,参与了Wnt signaling pathway、Pathways in cancer等通路,对PTC细胞的代谢、基因表达等功能具有重要影响.

小鼠NFATc1相互作用蛋白功能及KEGG通路分析

目的:利用生物信息学方法对小鼠NFATc1及相关蛋白功能进行预测与分析,为探讨NFATc1生物学功能及作用机制提供借鉴。方法:利用在线数据库STRING,选取系统打分高于0.800的20种蛋白质与NFATc1构建蛋白相互作用网络图,并对该蛋白集合进行后续分析;采用DAVID在线分析工具对以上蛋白进行GO功能富集和KEGG信号通路分析。结果:GO富集分析显示,该蛋白集合参与CaN/NFAT信号通路、转录正调控、JUN蛋白磷酸化、基因表达正调控等生物学过程。具体分子功能主要是结合转录因子、钙依赖蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸酶活性、JUN蛋白激酶活性及RNA聚合酶Ⅱ核心启动子近端序列特异性结合DNA等;KEGG信号通路分析显示,该蛋白集合主要富集于破骨细胞分化代谢、Wnt信号通路、T细胞受体信号通路、B细胞受体信号通路等。结论:NFATc1及其相关蛋白生物学功能具有广泛性,其原因可能与参与多种细胞信号转导通路相关。

大蹄蝠全基因组微卫星分布特征分析

脊椎动物基因组含有丰富的微卫星信息。本研究对翼手目动物中的大蹄蝠全基因组及其基因的微卫星分布特征进行分析,并对含有微卫星编码序列的基因进行注释分析。结果表明,大蹄蝠全基因组大小为2.24 Gb,共含有497883个微卫星,其中,数量和比例最多的是单碱基和二碱基重复类型,分别有173953个(34.94%)和222591个(44.71%),相对丰度分别为77.78 loci/Mb和99.52 loci/Mb。微卫星数量从单碱基重复到六碱基重复单元最多的类型分别为(A)_(n)、(AC)_(n)、(TAT)_(n)、(TTTA)_(n)、(AACAA)_(n)和(TATCTA)_(n),比例分别为95.14%、55.25%、38.41%、22.17%、48.68%和20.30%。不同基因区和基因间区的数量及丰度不同,其中基因间区的微卫星数量及其丰度最大,分别为322666个和2541.57 loci/Mb,编码区的微卫星数量及其丰度最小,分别为1461个和461.98 loci/Mb。基因间区和全基因组的微卫星的分布特征相似。编码区最多的微卫星类型为三碱基重复单元,外显子最多的微卫星类型为单碱基、二碱基和三碱基重复单元。在微卫星丰度分布的位置特征分析中,基因上游500 bp、外显子、内含子和基因下游500 bp各个区域微卫星丰度分别为16400.94 loci/Mb、972.12 loci/Mb、2180.66 loci/Mb和3899.89 loci/Mb。大蹄蝠基因中含有微卫星的编码序列(Coding sequence,CDS)1461条,被注释到的基因有1226个。GO注释到63个主要功能基因中,并分配到26439个GO条目。KEGG富集最显著的是信号传导通路,含有146个基因。本研究结果不仅为大蹄蝠高质量微卫星的筛选提供参考,还将进一步为翼手目其他物种的全基因组微卫星分布特征分析及其微卫星在全基因组中的生物学功能研究提供参考。

基于网络药理学和分子对接探讨康艾注射液治疗乳腺癌的作用机制

目的利用网络药理学和分子对接探讨康艾注射液治疗乳腺癌的分子机制。方法该研究起止时间为2021年3—6月。资料来源是通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)、Swiss Target Prediction数据库挖掘康艾注射液的化学成分及靶点,借助Uniprot数据库进行基因名称校正,在GeneCards、OMIM数据库中检索乳腺癌疾病的相关靶点,利用Venny 2.1在线软件获取药物与疾病的共同靶点,由Cytoscape 3.7.2绘制药物-成分-靶点-疾病网络,STRING数据库在线绘制蛋白互作网络,基于DAVID数据库对靶点进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,运用AutoDock Vina软件对康艾注射液的关键的活性成分和作用靶点进行分子对接验证。结果康艾注射液的32个有效成分通过调控125个靶点和104条通路对乳腺癌产生作用,4个关键的化合物分别为异鼠李素、槲皮素、山柰酚、氧化苦参碱,可通过肿瘤抑制蛋白(TP53)、外消旋-α丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT1)、核转录因子激活蛋白-1(JUN)、丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)、肿瘤坏死因子(TNF)等关键靶蛋白介导癌症途径、TNF、低氧诱导因子-1(HIF-1)、磷脂酰肌醇-3-激酶-丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(PI3K-Akt)、凋亡途径、核苷酸结合寡聚化结构域(NOD)样受体、T细胞受体等信号通路发挥抗乳腺癌作用。分子对接表明筛选的靶点蛋白与有效活性成分具有较好的结合活性。结论康艾注射液治疗乳腺癌具有多成分、多靶点、多途径的作用特点,该研究结果为康艾注射液的临床应用及其机制研究提供了理论依据。

基于加权基因共表达网络分析探讨新型冠状病毒感染相关脓毒症潜在的关键基因

目的 识别2019新型冠状病毒感染(COVID-19)相关脓毒症的关键基因和信号通路。方法 从Gene Expression Omnibus(GEO)数据库下载基因芯片数据。采用加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)确定COVID-19和脓毒症的枢纽模块,并将两个模块交叉确定与COVID-19相关脓毒症的共同基因。采用R软件筛选出COVID-19和脓毒症差异表达基因(differentially expressed gene,DEG),同时结合WGCNA和差异分析的结果,得到与COVID-19和脓毒症相关的候选基因,最后将两者取交集得到COVID-19相关脓毒症的关键基因。对与COVID-19相关脓毒症的共同基因进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,得到基因功能和参与的信号通路。结果 通过WGCNA获得了COVID-19相关枢纽模块和脓毒症相关枢纽模块。将两个模块交叉,共获得49个共同基因。结合WGCNA和差异分析的结果,得出与COVID-19和脓毒症相关的候选基因,通过将候选基因交叉,共筛选出11个关键基因(CCD82、CEACAM8、G6PD、HLA-DMB、HLA-DPA1、IL-1β、LTB4R、LTF、MME、S100A9、TGF-β1)。根据功能富集分析,共同基因主要在免疫和炎症相关通路中增强。结论 本研究通过构建WGCNA方法筛选出COVID-19相关脓毒症的11个关键基因,可能成为潜在的COVID-19相关脓毒症诊疗相关候选靶点。

鞭毛蛋白诱导表达差异基因的分析

试验旨在分析鞭毛蛋白刺激机体基因表达谱的特征,揭示鞭毛蛋白佐剂的作用机制。从GEO数据库筛选目标微阵列GSE46421和GSE72016及其差异表达基因(DEGs),经DAVID分析DEGs参与的GO功能注释和KEGG信号通路、String构建DEGs的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络、Cytoscape可视化PPI网络并筛选高连通度的PPI子模块和hub基因。结果显示,共筛选出182个DEGs,包含上调基因161个、下调基因121个。DEGs参与GO生物过程主要有信号转导、免疫应答、炎症反应、细胞凋亡等,参与分子功能包含激酶激活、受体结合、细胞因子激活、膜信号转导。DEGs参与KEGG通路涵盖细胞因子-细胞因子受体相互作用、TNF信号通路、NF-κB信号通路、Toll样受体信号通路、NOD样受体信号通路等免疫相关途径。分析DEGs的PPI网络发现,2个重要的PPI子模块和10个关键基因(IL-10、IL-6、CCL2、CXCL2、NFKBIA、MyD88等)。研究表明,鞭毛蛋白通过识别TLR5和NOD样受体,触发MyD88依赖性和MyD88非依赖性途径发出信号,激活转录因子NF-κB,这些信号通过级联反应激活机体免疫系统、诱导机体产生多种细胞因子和趋化因子,发挥佐剂效应。

斑马鱼软骨内骨化过程中骨骼的转录组测序分析

为研究斑马鱼(Danio rerio)骨骼发育时期关键调控基因及复杂的调控网络,采用阿尔辛蓝-茜素红双重染色方法对受精后50 d(day post fertilization,dpf)和65 dpf野生型斑马鱼骨骼进行染色,提取50 dpf和65 dpf斑马鱼骨骼的总RNA进行转录组测序,对差异表达基因进行筛选并进行GO功能注释和KEGG富集分析。结果表明:50 dpf斑马鱼头骨正在经历软骨内骨化,而65 dpf斑马鱼软骨内骨化过程基本完成;对50 dpf与65 dpf斑马鱼骨骼进行转录组测序,共产生41.44×109个有效数据,存在610个差异表达基因,相比50 dpf斑马鱼,65 dpf斑马鱼骨骼中软骨发育相关基因(dlx2a、foxd3和sec23b)、骨矿化调节基因(ptk2bb)、骨骼细胞分化正调控基因(dlx2a)均下调,表明其骨骼发育已较为成熟,骨细胞分化过程减少,与阿尔辛蓝-茜素红双重染色结果相一致;进一步对这些差异表达基因进行GO功能注释和KEGG富集分析,发现大部分差异表达基因与代谢网络、生殖信号通路相关;随机选取了6个差异表达基因进行实时荧光定量qRT-PCR验证,发现这些基因表达趋势与测序结果一致,这表明转录组测序结果真实可信。研究表明,鱼类与哺乳动物一样,其代谢、骨骼和生殖功能三者间存在密切联系,其内在机制为研究斑马鱼骨骼发育与疾病治疗提供了一个新的思路。