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。

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。

基于GEO数据库分析水稻低温胁迫关键基因

为了筛选水稻在低温胁迫下的关键基因,从GEO数据库下载水稻4个数据集中的70个样本。利用在线分析程序GEO2R进行共同差异表达基因分析,并对这些差异表达基因进行GO、KEGG分析,构建蛋白质互作网络,对关键基因构建热图。结果表明,获得共同差异表达基因51个,其中上调表达基因1个,下调表达基因50个。上述基因的GO分析结果表明,其细胞组成主要集中在细胞、细胞要素和细胞器上;在分子功能上,上述基因的功能主要集中在结合、催化活性上;在生物过程中,上述基因的功能主要集中在细胞过程、代谢过程和生物调控上。KEGG信号通路分析结果表明,上述基因主要参与植物激素信号转导等通路。在构建的共同差异表达基因的蛋白质网络中,有29个节点。另外,得到10个关键基因、2个关键子网络。研究结果为进一步研究水稻低温胁迫关键基因奠定了基础,也有利于水稻低温育种。

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。

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。

基于广泛靶向代谢组学的不同干燥方式丹参成分差异分析

为研究丹参不同干燥方式的代谢物差异及代谢机制,对新鲜丹参样品进行阴干、晒干、微波干燥、50℃烘干和70℃烘干等不同干燥处理,基于广泛靶向代谢组学方法,采用UPLC-MS/MS技术对丹参的代谢物进行系统分析。研究获得637种代谢物,不同干燥处理间总差异代谢物数量在142~237个,含量下调的代谢物在43~147个,含量上调的代谢物在50~118个,表明不同干燥方法间代谢物差异非常显著。对差异代谢物含量动态分布进行分析,筛选出了各组间含量变化最大的20个代谢物,利用KEGG数据库对其进行注释和通路富信分析,结果显示这些代谢物归属于代谢通路、次生代谢物合成、黄酮-黄酮醇合成等途径,这与丹参有效成分物质合成密切相关。从丹参中常见的几种水溶性成分(主要为酚酸类物质)含量变化情况看,阴干、晒干法和50℃烘干法丹酚酸含量高于微波干燥法;70℃烘干法丹酚酸含量高于晒干法;阴干、晒干和50℃烘干3种方法在丹酚酸含量方面无显著差异。

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.

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。

基于比较转录组学分析菜用甘薯对重金属镉响应的分子机制

菜用甘薯由于其独特的食用部位,比其他甘薯品种具有更高的营养价值,日益严重的重金属镉(Cd)污染问题使得菜用甘薯的安全生产面临挑战,而Cd在甘薯中积累和转运的分子机制仍然未知.采用转录组测序技术研究福菜薯18号,总计获得64295个单基因的转录本,并确定了可食用部位(茎和叶)在Cd胁迫下差异表达的基因(DEGs),其中1946个在茎中差异表达,1414个在叶中差异表达.京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集分析表明,茎和叶中的DEGs同时富集到4种生物途径中,包括苯丙烷生物合成途径、淀粉和蔗糖代谢途径、植物MAPK信号途径和氮代谢途径.另外,被注释为金属转运蛋白的一类DEGs可能参与甘薯对Cd的吸收和转运,实时荧光定量PCR结果表明,IbABCB26、IbABCF4、IbABCG6、IbNRAMP1、IbHIPP7、IbHIPP24、IbYSL1等金属转运蛋白基因的表达受Cd诱导显著上调,其功能有待进一步研究确定.这些发现将有助于进一步探明菜用甘薯中Cd积累的分子机制,并为其安全生产提供理论支持.

基于二代测序技术分析结肠癌肝转移与卵巢转移之间的分子机制差异

目的:对结肠癌肝转移和肝外卵巢转移的患者进行二代转录组测序,比较转移灶与正常组织RNA表达谱的差异,寻找转移灶的分子差异与作用位点。方法:对1例合并肝与和盆腔转移的回盲部结肠癌患者的结肠上皮与肝、卵巢转移组织进行测序分析,筛选出不同转移灶之间的差异表达基因并进行功能富集分析。结果:与正常组织相比,肝转移灶中差异表达基因12064个,卵巢转移灶中差异表达基因12265个。KEGG功能分析发现转移灶的差异基因主要富集于癌症与PI3K-AKT通路。肝转移灶FZD9、RET、IFNG等基因显著差异表达,卵巢转移灶WNT2、WNT7B、IFNG等基因显著差异表达。结论:转录测序发现该患者转移与正常组织间差异基因主要富集于癌症通路,其中FZD9、IFNG、WNT2等差异表达基因可能与结肠癌转移相关。

妊娠期糖尿病患者外周血长链非编码RNA表达谱的差异性分析

目的探讨妊娠期糖尿病(GDM)患者外周血中长链非编码RNA(lncRNAs)的差异表达谱及其功能。方法分别收集2020年7月至2021年12月在宣汉县人民医院妇产科入院治疗的妊娠期糖尿病患者(GDM组)、门诊健康体检孕妇(对照组)外周血标本各3例。使用高通量测序技术筛选获得差异表达的lncRNA,并通过GO富集分析和KEGG Pathway富集分析查明差异表达的lncRNAs靶向调控的m RNA转录本的生物信息学功能。结果与对照组比较,GDM组共筛选出差异表达的lncRNAs 333个,mRNA 2036个,其中上调的lncRNAs 169个,m RNA645个;下调的lncRNAs 164个,m RNA 1391个;GO生物学功能富集分析结果显示:差异表达的lncRNAs靶向调控的mRNA转录本主要富集在转录因子AP-1复合物、蛋白质复合物分解的调控、免疫系统调节、防御反应、细胞解剖实体、大分子代谢过程的调控、氮化合物代谢过程的调控、胞浆、代谢过程调节等;KEGG信号通路富集分析结果显示:差异表达的lncRNAs靶向调控的m RNA转录本参与的信号通路主要包括B细胞受体信号通路、泛素介导的蛋白质水解、破骨细胞分化、内质网中的蛋白质加工、人类T细胞白血病病毒1感染、雌激素信号通路、PD-L1和PD-1在癌症中的表达信号通路等。结论妊娠期糖尿病患者和门诊健康体检孕妇外周血中lncRNAs的表达存在较大差异,而差异表达的lncRNAs靶向调控的基因主要通过B细胞受体信号通路、泛素介导的蛋白质水解、破骨细胞分化、内质网中的蛋白质加工等信号通路参与GDM的发生发展。

基于细胞因子芯片分析白蛋白结合型紫杉醇致周围神经病变的分子机制

目的基于细胞因子芯片探究白蛋白结合型紫杉醇(nanoparticle albumin-bound paclitaxel,Nab-PTX)诱导化疗相关周围神经病变(chemotherapy-induced peripheral neuropathy,CIPN)的分子机制。方法建立CIPN大鼠模型,将8只清洁级雄性SD大鼠随机均分为实验组和对照组,实验组大鼠第1,3,5,7天腹腔注射Nab-PTX(10 mg/kg),对照组大鼠第1,3,5,7天腹腔注射同等体积生理盐水,期间观察两组大鼠状态、饮食及粪便情况,第7天分别检测实验组和对照组大鼠疼痛阈值并确定造模成功。实验第9天将两组大鼠经水合氯醛麻醉后处死,取大鼠L4-6脊髓进行细胞因子芯片检测,筛选实验组和对照组表达显著差异的蛋白;并对差异蛋白进行基因本体分析(gene ontology,GO)及京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析。结果细胞因子芯片共筛选出5个表达显著差异的蛋白:Fractalkine、Gas1、RANTES、Notch-1、Prolactin,且这5个差异蛋白在实验组表达水平均显著高于对照组(P<0.05)。GO分析显示,这5个差异蛋白主要参与调控细胞因子及其受体活性、上皮细胞增殖。KEGG通路富集结果显示,这些差异蛋白主要富集于细胞因子受体相关通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路等。结论细胞因子Fractalkine、Gas1、RANTES、Notch-1、Prolactin是Nab-PTX作用的关键靶点;Nab-PTX通过调控神经上皮细胞增殖、细胞因子及其受体活性、细胞因子受体相关通路及TNF信号通路等引起CIPN。

基于RNA-Seq技术分析家蚕卵巢培养细胞(BmN)高表达基因

为了更全面了解家蚕卵巢培养细胞(BmN)的转录基因及其涉及的功能,对BmN细胞进行深度RNA测序(RNAseq)。得到的总读段(reads)数为80 968 776条,有效RNA-Seq数据68 672 812条,reads的平均长度为94.85 bp,有效数据达到84.81%,证实测序数据可信。将有效数据比对家蚕mRNA序列,发现BmN细胞中的10 182个基因有不同程度表达。利用qRT-PCR测定随机选择BmN细胞中7个基因的相对表达水平,与RNA-Seq的结果略有差异,但总体趋势表现一致。以家蚕Actin3基因作为参照,计算BmN细胞中表达基因读段倍率变化的log2(Fold_change),将log2(Fold_change)>2的基因定义为高表达基因,共有41个基因在BmN细胞中高表达。选取FPKM值>15且表达水平最高的100个基因进行GO注释,主要涉及细胞组分、分子功能和生物学进程,富集在细胞组分中的基因比率高于富集在分子功能、生物学进程中的基因比率。KEGG分析显示这100个高表达基因分布在能量代谢,转录,翻译,折叠、组装和降解以及信号转导等22条通路上。比较发现BmN细胞与家蚕卵巢组织之间的高表达基因存在差异。

肠炎和肠炎相关结直肠癌miRNA表达检测及生物信息学分析

背景与目的:炎症性肠病(inflammatory bowel diseases,IBD)为一组慢性肠道疾病,包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)与克罗恩病(Crohn’s disease,CD)。肠炎相关性结直肠癌(colitis-associated colorectal cancers,CAC)是由IBD癌化形成的一种恶性肿瘤。该研究通过检测UC、CD和CAC组织中相关微小核糖核酸(mi RNA)的水平,初步探讨其作为肠炎癌转化分子标志物的可能性,并对在肠炎和CAC中显著变化的一组mi RNAs进行靶基因归集和生物信息学分析,为以mi RNAs为靶点的基因治疗提供理论和实验基础。方法:采用实时荧光定量聚合酶链反应(real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction,RTFQ-PCR)技术,检测13例UC组织、3例CD患者组织、12例CAC组织及8例正常肠组织中16种mi RNAs的表达。通过生物信息学对显著变化的一组mi RNA进行靶基因分析,将文献中已报导的所有靶基因进行汇总,并利用DAVID数据库对靶基因进行功能富集分析(GO-analysis)和信号转导通路富集分析(KEGG-analysis,BIOCARTA-analysis)。结果:炎症相关mi R-146a和癌症相关mi R-27a、mi R-29a、mi R-20a、mi R-21在UC、CD和CAC中的表达都显著高于正常结肠组织,且这一组mi RNA的靶基因都富集在癌症相关通路、免疫信号相关通路和炎癌转换相关通路上。结论:mi R-146a、mi R-27a、mi R-29a、mi R-20a和mi R-21可能是参与肠炎向结直肠癌转化的一组mi RNA。

干旱胁迫对青稞幼苗小分子代谢成分的影响

为探究短期干旱胁迫下不同耐旱性青稞幼苗小分子代谢物的变化,以青稞品种(滇青1号和滇青2号)为材料,用20%聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫,采用气相质谱-色谱联用仪(GC-MS)对处理组(24 h)和对照组(0 h)的代谢组学进行分析,研究干旱胁迫下青稞的代谢物质变化。结果表明,2个处理组(D1-0与D1-24、D2-0与D2-24)分别有24、10个差异代谢物,其中差异代谢物木糖醇、D-葡萄糖、1-单棕榈素、甘油、乙酰基-L-赖氨酸在2个处理组中共有。对2个处理组的差异代谢物进行分析,发现D1-0与D1-24在胁迫24 h的差异代谢物多于D2-0与D2-24,在D1-0与D1-24中,糖类及多元醇主要以上调为主,而有机酸和氨基酸主要以下调为主;在D2-0与D2-24中发现,糖类及多元醇以上调表达为主。还发现D-葡萄糖、木糖醇、甘油在2个处理组中都是上调表达,而乙酰基-L-赖氨酸、尸胺都是下调表达。KEGG通路分析发现,氨基酸途径在2个处理组中分别有5、1条通路,而碳水化合物途径分别有3、2条通路,其中D1-0与D1-24主要在氨基酸途径中富集,D2-0与D2-24在碳水化合物途径中富集。由此可知在应对短期干旱胁迫时,青稞幼苗主要通过积累木糖醇、D-葡萄糖、甘油、乙酰基-L-赖氨酸等差异代谢物抵御干旱,还发现通路分析中的氨基酸代谢通路和碳水化合物代谢通路与青稞抗旱性密切相关。

转录组学分析外源H2S调控黄瓜响应盐胁迫的机理

为了探明硫化氢调控植物响应盐胁迫的机理,以黄瓜幼苗为试材,通过浇灌Hoagland营养液(CK)、200 mmol/L NaCl(T)和200 mmol/L NaCl+15μmol/L NaHS(H2S供体试剂,S)处理,利用Illumina HiSeq高通量测序对黄瓜根系进行转录组测序及差异表达基因分析。结果发现,9个样本获得高质量序列共365.35 Mb,与参考基因组进行比对,比例为86.27%~88.64%的序列总数为315.74 Mb。差异表达基因分析显示:T组较CK组上调基因有1168个,下调基因有1076个;S组较T组上调基因有435个,下调基因有218个。GO富集分析显示:差异表达基因主要富集在分子功能大类中的结合和催化活性类,生物过程大类中的代谢过程、细胞过程和单一生物过程类及细胞组分大类中的膜和膜组分类中。KEGG富集分析将3个比较组的差异表达基因分别归为139,75,127个代谢通路,T-S比较组的差异表达基因主要富集在植物激素信号转导、内质网中的蛋白质加工和光合作用通路中。筛选10个可能与H2S调控黄瓜响应盐胁迫相关的基因:CSC1样蛋白ERD4基因、NADH型硝酸还原酶样基因、蛋白质TIFY 10B样基因、丙二烯氧化物环化酶基因、BTB/POZ和TAZ结构域蛋白1样基因、麦冬蛋白-3样基因、丝裂原激活蛋白激酶激酶3样基因、转录因子bHLH18样基因、IAA-氨基酸水解酶ILR1样4基因和钾通道AKT1基因。研究H2S调控黄瓜响应盐胁迫的机理,为提高植物耐盐性提供了理论数据和参考依据。

不同花色木棉转录组功能注释与分析

【目的】木棉是我国南方地区重要的观赏植物,研究不同时期花蕾和花朵的花瓣基因表达差异,揭示花色变异的遗传调控机制,为建立花色定向育种技术提供科学依据。【方法】以木棉不同发育时期深红色花和黄色花的花瓣为研究对象,利用Illumina HiSeqTM 4000开展转录组测序;分别采用DESeq2和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)数据库进行差异表达基因鉴定和通路富集分析。【结果】测序共获得75190个单基因,4772个单基因能被公共数据库注释;基因功能富集分析显示,基因主要富集在基本功能预测、信号转导机制和转录后修饰、蛋白折叠、分子伴侣等通路。共获得不同时期差异表达基因10397个,显著富集在29个生物学通路,主要包括光合作用、代谢和植物激素信号转导通路等。其中,参与苯丙烷生物合成通路的差异表达基因有72个,参与类胡萝卜素、黄酮类生物合成通路和苯丙氨酸代谢通路的差异表达基因分别为25个,这些通路和基因均与花青素的生物合成相关;另有4个差异表达基因显著富集在甜菜碱的生物合成通路中。qRT-PCR数据验证了转录组数据的可靠性。【结论】(1)光合作用、代谢、植物激素信号转导、黄酮类生物合成、苯丙烷生物合成、苯丙氨酸代谢及能量代谢等通路相关基因可能参与花瓣的发育过程。(2)黄酮类生物合成通路相关基因在深红色花发育的花蕾中期与花朵期显著高表达,可能是花色呈现红色的主要原因。(3)类胡萝卜素生物合成通路的关键合成酶基因的部分家族成员在黄色花发育的花蕾期和花蕾中期显著高表达,可能是导致花色呈现黄色的主要原因。

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。

橙皮苷通过氧化磷酸化途径缓解高脂饲喂诱导的小鼠肝氧化应激

旨在研究橙皮苷(Hesperidin, HDN)对高脂饲喂诱导的小鼠肝氧化应激损伤的保护作用及作用机制。将18只雄性C57BL/6(体重20~23 g)小鼠,随机分为对照(control)组、高脂饮食(HFD)组、高脂饮食+橙皮苷(HFD+HDN)组(300 mg·kg^(-1)),每组6只。control组小鼠饲喂常规饲料(脂肪含量10%、碳水化合物含量70%、蛋白质含量20%);HFD组小鼠饲喂高脂饲料(脂肪含量60%、碳水化合物含量20%、蛋白质含量20%);HFD+HDN组在饲喂高脂饲料的同时每天灌胃给药HDN 300 mg·kg^(-1)。16周后腹腔注射3%戊巴比妥钠(60 mg·kg^(-1))麻醉小鼠后进行眼球采血,采血完毕后对小鼠进行脱颈处死并解剖取肝组织;使用试剂盒检测血液中肝功能指标丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)的活性;使用试剂盒检测肝组织中氧化应激指标丙二醛(MDA)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)以及总抗氧化能力(T-AOC)的水平;采集肝组织进行转录组学测序,筛选出HFD组和HFD+HDN组的差异表达基因集进行KEGG通路富集分析,以P<0.05作为显著性富集的阈值,据此筛选出HDN干预后影响最显著的一条信号通路;从筛选出的信号通路上挑选显著变化的基因并采取qRT-PCR和蛋白免疫印迹的方法验证转录组学结果;检测mtDNA相对含量和线粒体外膜蛋白(TOMM20)相对表达量;检测肝组织ATP含量。结果显示:与HFD组相比,HDN干预改善了高脂饲喂引起的肝损伤,显著降低了小鼠血液中ALT以及AST活性(P<0.01);显著降低小鼠肝MDA含量(P<0.01);显著升高T-AOC、T-SOD以及GSH-Px水平(P<0.05),KEGG富集分析,筛选出氧化磷酸化(OXPHOS)途径是最显著上调的信号通路(P<0.000 1);与HFD组相比,HDN干预后肝组织Cox8b、Cox6a2、Gm10231、mt-Atp8、mt-Nd4l、Gm11237、Ndufb8、Ndufb10的mRNA相对表达量显著上调(P<0.05),Atp6v0d2、Cox6c2的mRNA的相对表达量显著下调(P<0.05)。Cox6a2、Ndufb8、Ndufb10的蛋白表达量显著升高(P<0.05),Atp6v0d2d蛋白表达量表达量显著降低(P<0.001),与转录组学结果一致;与HFD组相比,HDN干预后TOMM20相对表达量、mtDNA相对含量、ATP含量显著升高(P<0.05)。结果提示,HDN通过调节OXPHOS途径降低高脂饲喂诱导的小鼠肝氧化应激。

基于网络药理学探讨虎眼万年青治疗癌症的作用机制

目的使用网络药理学方法预测虎眼万年青治疗癌症(Cancer)的药理作用机制。方法通过中药系统药理学数据库检索虎眼万年青活性成分,使用SwissADME数据库对其活性成分的靶点进行分析预测,使用PharmgKb、OMIM、DrugBank数据库获取与癌症相关的靶点基因,采用Cytoscape3.7.0软件构建“成分靶点网络”及“蛋白质互作网络”,对关键活性组分进行筛选。通过Metascape数据库,对关键靶点的GO及KEGG通路进行富集分析;最后探讨“活性成分-靶点-信号通路”的关系。结果预测到虎眼万年青的活性成分靶点430个,Cancer相关靶点476个,相互作用的交集靶点蛋白74个,研究得到虎眼万年青化学成分对癌症的治疗作用主要是通过如下信号通路:Pathways in cancer、PI3K-Akt signaling pathway、Prostate cancer、Focal adhesion、Ras signaling pathway、MicroRNAs in cancer、Chemical carcinogenesis-receptor activation、Lipid and atherosclerosis、EGFR tyrosine kinase inhibitor resistance、Endocrine resistance;研究得到山奈酚、大黄素甲醚、9,12-十八碳二烯酸、汉黄芩素、甲酸辛酯等13个关键抗炎作用的活性成分和EGFR、ALB、ESR1、AKT1、ERBB2、HSP90AA1、SRC、BCL2L1、PTGS2、MAPK1靶点。结论本研究通过网络药理学方法对虎眼万年青抗肿瘤的作用机制进行了分析,虎眼万年青抗癌作用体现了多成分、多靶点、多途径的特点,预测了虎眼万年青中化合物抗肿瘤的物质基础和作用机制,为虎眼万年青进一步的研究和开发提供参考。