基于数据库分析CK-19基因在乳腺癌中的表达及与患者预后相关性

目的探讨肿瘤芯片数据库(Oncomine),生存分析数据库(Kaplan-Meier Plotter)和蛋白-蛋白相互作用数据库(String)平台中CK-19基因在乳腺癌中的表达及临床意义.方法分别对Oncomine、Kaplan-Meier Plotter和String进行乳腺癌CK-19基因表达情况数据挖掘.比较乳腺癌组织和对应正常组织中CK-19 mRNA表达是否存在差异.根据CK-19高低表达情况绘制生存曲线进行CK-19与乳腺癌患者预后关系分析.同时分析CK-19蛋白共表达网路,推测CK-19可能的相互作用蛋白及其生物学功能.结果检索Oncomine数据库发现,在乳腺癌中有9个数据集均显示乳腺癌中CK-19高表达.CK-19 mRNA聚类分析显示,CK-19 mRNA与KRT18,ERBB3,PRR5等基因mRNA存在共表达;在String蛋白互作数据库中对CK-19蛋白共表达进行了分析,结果显示CK-19与KRT8,KRT18等蛋白具有共表达关系.Oncomine数据库中,有3项基因表达芯片数据关于CK-19 mRNA在乳腺癌与正常组织中的差异表达分数数据,结果显示乳腺癌组织中CK-19 mR-NA表达水平高于正常乳腺组织(P<0.05).生存分析显示CK-19 mRNA高低表达组总生存期分别为90.0月和115.0月,差异比较无统计学意义(HR=1.14,95%CI:0.92~1.41,P=0.23),高低表达组无疾病进展生存期分别为48.16月和48.0个月,差异比较无统计学意义(HR=1.09,95%CI:0.98~1.22,P=0.11).应用String数据富集CK-19相互作用的可能相关蛋白,与CK-19相互作用的蛋白有10个,分别为作用评分均大于0.9,10个关联蛋白均属于细胞角蛋白家族,参与上皮细胞结构的稳定性.结论CK-19 mRNA在乳腺癌组织中高表达,其蛋白与KRT18等角蛋白家族可能共同参与了上皮细胞结构的稳定性.但CK-19 mRNA高低表达与乳腺癌患者的预后无关.

基于GEO数据库分析类风湿关节炎及骨关节炎的关键基因

目的:探讨类风湿关节炎及骨关节炎中的共同关键基因及其功能意义。方法:通过GEO数据库分析类风湿关节炎及骨关节炎的差异基因,并使用DAVID数据库对差异基因进行通路富集分析和功能注释,通过STRING数据库构建差异基因的蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,并下载结果进一步分析。结果:GEO数据库分析表达谱数据集GSE55235和GSE55457共得到112个差异基因,DAVID数据库富集分析表明,这些差异基因主要富集在免疫应答、整合在质膜、DNA序列特异性结合以及IgA生成的肠道免疫网络。STRING数据库分析显示,共有72个基因存在于PPI网络中,而JUN、MYC、VEGFA、ATF3、CD19、EGR1、CXCL10、TLR7、TLR8和NR4A1为网络中的关键基因。结论:JUN、MYC、VEGFA、ATF3、CD19、EGR1、CXCL10、TLR7、TLR8和NR4A1在类风湿关节炎及骨关节炎中表达失调,有望成为类风湿关节炎及骨关节炎的生物标志物及治疗靶点。

基于R软件和数据库的生物信息学分析设计

选取NCBI基因表达谱数据库中访问号为GSE41439的基因芯片数据集为分析对象,首先利用R软件筛选差异表达基因并绘制成聚类热图,然后将差异基因上传至DAVID数据库进行GO功能与KEGG通路富集分析,接着利用STRING数据库构建蛋白质互作网络,并利用Cytoscape软件进行可视化,以直观地观察蛋白与蛋白之间的相互关系。由蛋白互作网络筛选出4个关键基因:PIK3R1、GNAS、GNAL、GNG4,可对其进行更深入的讨论。此方法适用于多种基因芯片的研究,具有很好的可推广性,将其运用于疾病相关的基因芯片,可为医学诊断与精准治疗提供一定的帮助。

基于数据分析CDKN2A基因在软组织肉瘤中的表达和意义

目的:分析挖掘CDKN2A基因与软组织肉瘤之间的关系。方法:利用GEPIA数据库、UALCAN数据库及String数据库中的数据资料,分析比较CDKN2A基因在软组织肉瘤中的表达及与临床生存期及相关上下游蛋白的关系。结果:CDKN2A基因在软组织肉瘤组织中高度表达,但其表达与临床预后无统计学差异,仅仅表现出相关性趋势。与CDKN2A基因关系紧密的上下游基因蛋白有11个,相互作用关系较为复杂。结论:CDKN2A基因表达与软组织肉瘤高度相关,并且在软组织肉瘤中参与多条细胞信号通路,所起的作用非常复杂,可作为研究软组织肉瘤病因及治疗的切入点。

基于数据挖掘分析ABCB5基因在恶性黑色素瘤中的表达和意义

目的:挖掘ABCB5基因与恶性黑色素瘤之间的关系。方法:利用GEPIA数据库、UALCAN数据库及String数据库中的数据资料,分析比较ABCB5基因在恶性黑色素瘤中的表达及与病理分期、临床生存期及相关上下游蛋白的关系。结果:ABCB5基因在恶性黑色素瘤组织中高度表达,但其表达与肿瘤的病理分期、临床预后等方面无统计学差异,仅仅表现出相关性趋势。与ABCB5基因关系紧密的上下游基因蛋白有10个,之间相互作用关系较为复杂,尤其与SLC22C14、KDM5B及CD44三者之间有密切的相互作用。结论:ABCB5基因是恶性黑色素瘤细胞中高度特异性表达的基因之一,在恶性黑色素瘤细胞中参与多条信号通路,所起的作用非常复杂,可作为研究恶性黑色素瘤发生及治疗的切入点。

构建以RACK1为核心口腔鳞状细胞癌差异基因间相互作用的关系网路

背景:RACK1与口腔鳞状细胞癌的发生发展密切相关,但肿瘤的发生发展不是一个基因或蛋白决定的,是多基因、多分子呈网络结构,多步骤、多阶段共同作用的长期复杂过程,各肿瘤基因之间相互协同作用促使肿瘤细胞形成和发展。因此要揭示口腔鳞状细胞癌的作用机制将不能局限于单个蛋白或基因,而要着眼于与口腔鳞状细胞癌差异蛋白或基因相关的信号网络通路,研究整个信号通路中相关蛋白或基因的表达变化,进而分析研究这些分子之间的相互作用机制。目的:筛选出的口腔鳞状细胞癌相关差异基因,使用STRING数据库通过生物信息学的方法构建它们之间的相互作用关系网络,为后续实验提供线索。方法:根据作者所在课题组前期口腔鳞状细胞癌的经典蛋白组学实验结果和基因表达谱芯片实验的数据结果,选择表达一致且差异相对较大的基因作为实验的差异基因。将筛选的差异基因输入STRING数据库进行分析,找出差异基因对应蛋白之间的可能作用关系,构建相互作用网络结构图。结果与结论:口腔鳞状细胞癌的19个差异基因对应蛋白相互间构成一个复杂的作用网络,各差异蛋白间通过多条相互作用通路进行调节,RACK1蛋白是整个网络的节点蛋白。GNB2L1的编码蛋白RACK1蛋白通过WD40重复蛋白亚基(编号COG2319)和β-G蛋白亚基(编号KOG0279)与其他差异蛋白的亚基间相互作用。其中WD40重复蛋白(编号COG2319)与其中5个差异蛋白直接作用并构建了10条相互作用通路,β亚基G蛋白(编号KOG0279)与其中8个差异蛋白直接作用并构建了11条相互作用通路。说明通过STRING数据库分析构建了这19个差异基因相互作用的结构网络图发现RACK1蛋白的2个亚基共与8个相关差异蛋白直接作用,产生18条相互作用通路。在这个网络结构中RACK1蛋白是中心,提示其是口腔鳞状细胞癌的一个关键节点蛋白。

基于生物信息学分析UBQLN4对乳腺癌的作用

目的 探讨在癌症基因芯片GEO数据库、Oncomine数据库、生存分析数据库(Kaplan-Meier Plotter)和蛋白-蛋白相互作用数据库(String)平台中,UBQLN4基因在乳腺癌中的高低表达及临床用药意义。方法 分别对GEO、Oncomine、Kaplan-Meier Plotter、String进行UBQLN4乳腺癌基因表达情况进行深度数据挖掘,分别比较不同类型肿瘤VS正常对应组织、不同种类乳腺癌组织VS正常乳腺组织中基因表达是否存在差异,这些差异基因中,是否存在共表达基因。根据UBQLN4基因的高低表达情况绘制生存曲线,进行UBQLN4基因与乳腺癌患者预后关系分析。并分析UBQLN4蛋白共表达网络,推测UBQLN4可能的相互作用蛋白及其生物学功能,了解紫杉醇对UBQLN4在乳腺癌中的敏感性。结果 检索GEO在GSE4107、GSE5563和GSE27447等3个数据集取交集,得到在乳腺癌组织高表达基因UBQLN4。检索Oncomine数据库发现,在乳腺癌中有3个数据集均显示乳腺癌中UBQLN4高表达,UBQLN4 mRNA共表达显示,UBQLN4与SSR2、ARHGEF2、RXFP4、KIAA0907、RIT1、SYT11、GON4L、ROBLD3等63个基因的mRNA存在着共表达情况;在String蛋白互作的数据库中,对UBQLN4蛋白共表达进行分析,结果显示UBQLN4与RPS27、MRPL24、SLC25A44、LAMTOR2、HAX1等蛋白具有相互作用关系。生存分析显示,UBQLN4mRNA在导管乳腺癌及对照乳腺组织中表达中位生存期分别为553d和517d,差异比较无统计学意义(HR=1.132,95%CI:0.598-2.142,p=0.7037)。UBQLN4mRNA在浸润性导管乳腺癌及对照乳腺组织中表达中位生存期分别为1329d和1466d,差异无统计学意义(HR=0.6711,95%CI:0.3061-1.471,p=0.2866)。应用String数据富集UBQLN4互作作用的可能相关蛋白RPS27、SSR2、RAB13、RAB25、SMG5,发现与UBQLN4相互作用的蛋白有5个,分别为作用评分均大于0.904,5个关联蛋白均属于蛋白编码基因,是核糖体结构成份。且SSR2蛋白也被发现了在各种癌症中存在高表达。在乳腺癌和结肠癌中,紫杉醇对UBQLN4较为敏感。结论 UBQLN4mRNA在乳腺癌中高表达,其蛋白与编码蛋白家族可能共同参与了核糖体结构的稳定性,但UBQLN4mRNA的高低表达与乳腺癌患者的预后无关,为考虑紫杉醇治疗乳腺癌提供参考依据。

MGMT基因在脑胶质瘤组织中表达变化、突变及功能的生物信息学分析

目的采用生物信息学方法探讨O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(MGMT)基因在脑胶质瘤组织中的表达、突变及生物学功能。方法在癌症基因图谱(TCGA)数据库中检索MGMT基因在脑胶质瘤组织中的表达水平;根据TCGA数据库中MGMT基因在肿瘤组织中表达的中位数,将患者分为高低表达组,比较两组患者总生存和无疾病进展生存是否存在差异。采用cBioportal对TCGA数据库中MGMT基因突变情况进行分析。在STRING数据库中构建MGMT及其相关基因的蛋白相互作用网络,采用基因本体论(GO)对网络中的相关基因进行生物学功能分析,采用京都基因百科全书(KEGG)对MGMT基因进行相关信号通路分析。结果脑胶质瘤组织中MGMT基因表达较正常脑组织上调,但差异无统计学意义(P>0.05)。MGMT基因高表达组患者总生存时间(HR=1.50,P<0.05)和无疾病进展生存时间(HR=1.50,P<0.05)均低于低表达组。MGMT基因突变率为2.8%,突变谱主要为C>A、C>G、C>T突变。MGMT蛋白网络中相互作用的蛋白有21个,平均相互作用度为9.9,聚集指数为0.78,蛋白间富集显著(P<0.05)。MGMT基因的生物学功能主要富集于DAN修复、细胞对DNA损伤的反应、受损的DNA结合以及RNA聚合酶Ⅱ转录起始因子结合等,MGMT相关信号通路主要富集于铂类化疗药物耐药、癌症信号通路、神经系统肿瘤和DNA错配修复等。结论MGMT基因主要与DNA错配修复有关,在脑胶质瘤中表达上调,其高表达与患者预后不良相关,可作为脑胶质瘤预后的分子标志物。