基于网络药理学与GEO差异基因芯片数据探讨芦丁治疗脊髓损伤的作用机制

为了探究芦丁治疗脊髓损伤的作用机制,基于网络药理学和GEO差异基因芯片数据分析,结合体内实验,筛选芦丁对脊髓损伤的作用靶点.首先通过TCMSP、Swiss Target Prediction和SuperPred数据库获得芦丁的作用靶点,同时采用GEO差异基因、CTD、OMIM、PharmGkb疾病数据库获取脊髓损伤的疾病靶点;然后应用Cytoscape软件采用蛋白互作的方式筛选芦丁治疗脊髓损伤的核心靶点,并采用R语言对核心靶点进行GO功能及KEGG通路富集分析;最后采用Rutgers MASCIS脊髓损伤撞击器建立大鼠急性脊髓损伤模型,芦丁干预3 d后采用BBB运动评分法对大鼠后肢运动功能进行评价,采用酶联免疫吸附测定法检测脊髓中炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β和NF-κB的表达水平以及ROS和MDA含量.结果发现:(1)芦丁共有56个对应的蛋白靶点,脊髓损伤筛选到4 624个疾病靶点,合并后得到5个核心靶点,即CASP3、ESR1、GSK3B、IL-6、MTOR;(2) GO功能主要集中在对氧化应激的反应、活性氧代谢过程、NF-κB结合等,KEGG通路分析显示,芦丁治疗脊髓损伤相关的通路包括PI3K-Akt信号通路、AMPK信号通路、HIF-1信号通路等;(3)分子对接实验和分子动力学模拟表明,芦丁与5个核心靶点均有良好且稳定的结合;(4)体内实验结果显示,脊髓损伤后使用芦丁进行药物干预处理可以降低脊髓的含水量,减少炎性因子和氧化应激因子的产生.上述结果证实,芦丁可以通过多个靶点以及多条通路在治疗脊髓损伤中发挥抗炎和抗氧化作用.

基于GEO数据库联合网络药理学研究川芎-赤芍药对治疗动脉粥样硬化的药理过程及分子机制

目的:探讨活血化瘀中药药对川芎-赤芍拮抗动脉粥样硬化的潜在分子机制及药理过程。方法:使用R语言Limma包分析GEO数据库GSE43292数据集,对有表达差异的动脉粥样硬化基因进行筛选和提取。川芎-赤芍药对所含的化学活性组分及靶点通过中药系统药理学数据库与分析平台检索。合并差异基因和药物作用靶点以获得共同的靶点。利用在线分析工具STRING和Cytoscape构建药物和靶点的调控网络以及靶点间的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络。然后利用R语言注释靶点基因的基因本体(GO)功能,分析京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路,再进行基因集富集分析(GSEA)以验证KEGG的通路和富集的情况,确定靶点基因的调控功能和参与基因调控功能的信号转导通道。结果:共筛选出动脉粥样硬化差异基因1244个,川芎-赤芍药对含36个生物活性成分,其中靶点为环加氧酶1、肾上腺素受体、过氧化物酶体增殖物激活受体-γ、激酶插入域受体、孕激素受体、基质金属蛋白酶9、CXC趋化因子配体8、蛋白激酶Cβ、白细胞介素6、CD14、二肽基肽酶-4、PIK3CG、肾上腺素受体α1B、微管相关蛋白2、尿激酶纤溶酶原激活剂和单胺氧化酶B。靶点在GO中主要富集在合成DNA过程的调控、DNA生物合成的过程、含胶原的细胞外基质、细胞外基质、蛋白酶结合、细胞迁移、血管形成过程、膜筏结构、转录的调节等与动脉粥样硬化炎症、脂肪代谢及血管生成相关的生物学注释。脂质与动脉粥样硬化通路和核因子κB信号通路与动脉粥样硬化关系最为密切,并且在KEGG信号通路和GSEA均显示出富集。结论:川芎-赤芍药对通过潜在的13个活性成分作用于可能的16个靶点调控相关信号转导通路,通过抗炎、调脂和保护血管等方式产生抗动脉粥样硬化的作用。

基于GEO芯片和网络药理学探讨康力欣胶囊治疗乳腺癌的作用机制

目的:利用GEO芯片和网络药理学探讨康力欣胶囊治疗乳腺癌的分子机制。方法:通过TCMSP、HERB、Batman-TCM数据库检索药物的化学成分,借助Swiss Target Prediction数据库获取药物成分对应的相关靶点;在GEO数据库中检索乳腺癌的相关靶点;利用Venny 2.1.0在线软件获取药物与疾病的共同靶点;由Cytoscape 3.8.2绘制药物-成分-靶点-疾病网络;STRING数据库构建PPI网络;借助DAVID数据库进行GO功能富集和KEGG通路富集分析;运用AutoDock软件对关键的活性成分和靶点进行分子对接验证。结果:康力欣胶囊中59个有效成分通过调控106个靶点和43条通路对乳腺癌产生作用,法尼斯淝醇A、多胶阿魏素、宽叶阿魏酮、山奈酚、法尼斯淝醇B、泽兰黄醇素、槲皮素、宽叶阿魏醇、啤酒甾醇、阿魏种素等成分可以通过EGFR、JUN、PPARG、PTGS2、CCNA2、CHEK1、CDK1、CDK2、MMP9、TOP2A等关键靶点介导癌症的中枢碳代谢、细胞周期、代谢途径、癌症途径、AMPK、松弛素、FoxO、IL-17、Ras、HIF-1、MAPK、钙、胰岛素等信号通路来治疗乳腺癌。分子对接分析发现10个靶点蛋白与10个活性成分具有较好的结合能力。结论:康力欣胶囊可以通过多成分、多靶点、多途径参与乳腺癌的治疗,为其临床应用及治疗乳腺癌的机制深入研究提供了理论依据。

基于CEI测量的GEO目标快速轨道恢复

连线干涉测量(Connected Element Interferometry,CEI)是一种全天时全天候的被动测角技术,已用于空间目标的跟踪监视.地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星需要频繁机动以保持轨位或完成其他任务,其机动后的快速轨道恢复能力对于监视预警极为重要.针对基于CEI的GEO短弧定轨和预报,分析了定轨算法的形亏和数亏,在附加先验轨道约束的短弧定轨基础上,提出了轨道半长轴初值的自适应优化方法.利用亚太七号卫星的CEI仿真和实测数据进行了短弧定轨和预报,实验结果表明,采用优化后的半长轴初值,30min短弧定轨和10min预报的卫星位置分量精度均优于4km,能够满足非合作GEO目标机动后快速轨道恢复的需求.

基于碰撞概率的GEO业务卫星空间安全规避策略

针对GEO业务卫星空间规避问题,提出一种基于碰撞概率优化的GEO卫星空间规避策略.建立脉冲推力控制下的位保模型,解释碰撞概率的假设条件与计算原理,针对GEO卫星对原有碰撞概率计算方法进行改进,提出了一种考虑了速度误差的碰撞概率计算方法,以脉冲速度大小为变量,以消耗速度冲量最小和碰撞概率最小为优化目标,基于非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行多目标优化,对碰撞概率较大的问题求出其帕累托最优解.考虑GEO卫星定点保持的业务要求,得到满足其位保精度的空间规避策略,并进行仿真验证了空间规避策略的有效性.研究结果可为在轨业务卫星实现满足位保要求的空间安全规避提供思路.

基于网络药理学与GEO数据库探讨心瘅方治疗病毒性心肌炎的机制

目的:基于网络药理学与GEO数据库探讨心瘅方治疗病毒性心肌炎的microRNA-mRNA调控机制。方法:使用中药系统药理学数据库与分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)筛选心瘅方中药物活性成分及其靶基因;利用GEO数据库筛选病毒性心肌炎与健康人的差异microRNA;利用FunRich3.1.3对差异microRNA进行mRNA富集,并与药物靶基因取交集基因;通过蛋白-蛋白互作网络(protein-protein interactions,PPI)以及cytoNCA筛选出核心基因;运用R软件对核心基因进行基因本体(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析。结果:心瘅方中药物活性成分共199个,潜在作用靶点490个,GEO数据库Series GSE148153符合要求,通过筛选得到差异microRNA 438个,50个microRNA与核心基因有对应关系,上调基因45个,下调基因5个;筛选得到交集基因207个,其中33个为核心基因;GO功能注释主要富集在肌细胞增殖、MAP激酶活性等生物学过程,并且主要富集在PI3K/Akt、人巨细胞病毒感染、白细胞介素17等信号通路。结论:心瘅方调控microRNA-mRNA过程治疗病毒性心肌炎与中药成分干预肌细胞增殖、MAP激酶活性等生物学过程和PI3K/Akt、人巨细胞病毒感染、肿瘤坏死因子信号通路等有关,此过程可能涉及hsa-miR-15b-5p和hsa-miR-21-5p等外泌体的表达。

一种基于CEI的GEO目标滑窗式机动探测方法

为了进一步提升地面跟踪站的监视预警能力,提出一种基于连线相位干涉测量(CEI)的地球静止轨道(GEO)目标滑窗式机动探测方法:立足于CEI的GEO短弧段定轨和预报,基于GEO卫星位保机动的持续小推力和轨道缓慢渐变特性,提出一种针对GEO目标尤其是非合作GEO目标的滑窗式准实时机动探测方法;并利用亚太七号和中星十号卫星的CEI仿真和实测数据进行机动探测。结果表明,东西机动和南北机动捕获与卫星发动机的点火时刻基本保持一致,机动探测延迟量均小于10 min;能够实现GEO目标的准实时机动告警。

基于GEO数据库和生物信息学方法分析水蛭治疗心肌梗死的差异靶基因和信号通路

目的:探讨水蛭治疗心肌梗死(myocardial infarction,MI)的差异靶基因和信号通路。方法:从基因表达综合数据库(gene expression omnibus,GEO)中检索与MI有关的数据芯片,利用GEO2R工具对数据芯片进行在线分析,筛选出MI差异表达的靶基因;利用中医药综合数据库(traditional Chinese medicine integrated database,TCMID)、比较毒理基因组学数据库(comparative toxicogenomics database,CTD)、BATMAN、SwissTargetPrediction数据库筛选与水蛭相关的靶点;利用STRING数据库和核心靶基因导入基因功能注释数据库(the database for annotation visualization and integrated discovery,DAVID),对水蛭治疗MI的差异靶基因进行基因本体论(gene ontology,GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析。结果:利用GEO2R工具筛选出794个与MI有关的差异靶基因,包括386个下调基因,408个上调基因;利用TCMID数据库得到518个与水蛭相关的靶点;最终筛选出28个水蛭治疗MI的差异靶基因,10个关键基因;经GO和KEGG富集分析得到P<0.05的生物过程(biological process,BP)25个、细胞组分(cell component,CC)5个、分子功能(molecular function,MF)27个,信号通路22条。结论:水蛭治疗MI的差异靶基因包括VEGFA、AREG、EGFR等基因,其作用机制可能与水蛭调控Rap1、PI3K-Akt、Ras、MAPK、HIF-1等信号通路有关。

基于GEO数据库奶牛乳房炎致病菌差异表达基因的生物信息学分析

试验旨在筛选与奶牛乳房炎致病菌相关的差异表达基因(DEGs),分析其作用机理。在基因表达数据库(GEO)中筛选得到与奶牛乳房炎致病菌密切相关的基因芯片数据集GSE25413进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析。联合String数据库在Cytoscape软件中构建出蛋白质互作网络(PPI)并筛选出主要的关键基因。结果显示,在GSE25413数据集中共筛选得到127个差异表达基因,其中上调表达基因49个,下调表达基因78个。GO分析共得到450条功能注释,主要涉及炎症反应、缺氧反应等;KEGG通路富集共得到446条信号通路,主要涉及癌症途径、肿瘤坏死因子等信号通路。PPI互作网络共筛选得到IL-6、IL-1B、VEGFA、CXCL8等10个关键基因。经筛选获得的关键基因可作为潜在的分子标志物用于奶牛乳房炎的早期诊断和临床治疗靶点的选择,为奶牛乳房炎的防治提供参考。

GEO轨道太阳帆热致干扰力矩分析

太阳帆由轻质伸展臂张拉大面积柔性薄膜结构组成。当太阳帆经历空间高低温环境时,温度场突变以及材料热膨胀系数的不一致将激起伸展臂的变形和振动,对太阳帆的姿态产生干扰力矩,影响控制系统的稳定性。提出了太阳帆热致干扰力矩分析方法,以豆荚杆式伸展臂支撑的太阳帆为仿真对象,建立了热-结构分析模型,分析了太阳帆在进出地影时结构的瞬态温度场分布,进一步计算了突变温度场下结构的动态响应,最后获取了热致动力学响应对中心星体的干扰力矩。数值仿真结果表明,热致变形和进出地影时伸展臂的热致振动将会对太阳帆中心星体造成不可忽视的干扰,干扰力矩幅值达10-3 N·m。提出的方法可对太阳帆在轨热扰动响应进行精确预示,对工程设计具有理论指导意义。

基于GEO数据库和转录因子调控网络的结核病药物作用靶点筛选及其作用机制

目的基于GEO数据库和转录因子调控网络筛选抗结核病药物及药物作用靶点。方法通过NCBI的GEO数据库,筛选结核病患者和健康者之间差异表达的基因;通过AnimalTFDB 3.0数据库预测差异表达基因中的转录因子,并构建转录因子调控网络;通过调控网络中的关键基因筛选相关miRNA,并筛选关键节点,初步阐明结核病致病的分子机制。结果通过GEO数据库检索,筛选出的差异表达基因为784个;通过AnimalTFDB 3.0数据库筛选出23个转录因子和对应的790个靶基因,构建了转录因子-靶基因的调控网络;通过TargetScanHuman 7.2查询到关键节点对应的miRNA,构建“转录因子-靶基因-miRNA”调控网络,筛选出4个结核病药物靶点(EP300,CREBBP,ELAVL1,HSP90AA1),阐明了其与转录因子和miRNA之间的调控机制。结论通过构建结核“转录因子-靶基因-miRNA”网络,筛选出结核病新的潜在药物作用靶点——EP300、CREBBP、ELAVL1、HSP90AA1;同时发现,EP300、CREBBP、HSP90AA1通过激活转录因子STAT2,导致机体内炎症因子TNF-α水平增高,进而抑制了miR-9-5p的表达;而基因ELAVL1直接抑制miR-9-5p的表达,并且与NOD-like receptor signaling pathay通路密切相关,导致结核病的发生发展。

基于GEO数据库鉴定ADIPOQ为脂肪肉瘤预后良好的生物标志物

目的探寻脂肪肉瘤的预后生物标志物,以作为其潜在的治疗靶点。方法从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)中下载GSE21122、GSE159659及GSE30929数据集,采用R语言limma包鉴定脂肪肉瘤与正常脂肪组织间的显著差异基因,利用ggvenn包获得共同差异基因。利用survival和survminer包进行Cox回归分析和Kaplan-Meier生存分析。采用corr.text函数分析ADIPOQ与多种免疫检查点分子的相关性。利用clusterProfiler包对高低表达ADIPOQ脂肪肉瘤之间的差异表达基因进行功能富集分析。结果在GSE21122和GSE159659数据集中,分别鉴定出155个和39个显著差异基因。Venn图显示存在25个共同差异基因。多因素Cox回归分析结果显示,ADIPOQ可作为脂肪肉瘤预后良好的独立因素[HR=0.68,95%CI(0.49,0.94),P=0.022]。与正常脂肪组织相比,ADIPOQ在脂肪肉瘤组织中显著低表达(P<0.001)。Kaplan-Meier生存分析结果显示,高表达ADIPOQ脂肪肉瘤患者的无远处复发生存期(distant recurrence free survival,DRFS)显著高于低表达组(P<0.001)。Spearman相关性分析结果显示,ADIPOQ与ICOS、TNFSF9、LAG3、CTLA4、CD47、CD200、CD86、PDCD1LG2等免疫检查点分子量呈负相关关系(P<0.05)。基因本体(GeneOntology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genesand Genomes,KEGG)分析结果显示,高低表达ADIPOQ脂肪肉瘤之间的上调基因在营养物质代谢及相关通路中富集,下调基因在细胞分裂、细胞周期等生物学功能中富集。结论ADIPOQ可作为脂肪肉瘤患者预后良好的生物标志物,其可能具有抑制多种免疫检查点表达的作用,从而改善脂肪肉瘤患者的预后。

BDS GEO卫星的电离层VTEC反演性能评估

北斗卫星导航系统(BDS)的地球同步轨道(GEO)卫星可以对固定穿刺点总电子含量(TEC)进行连续观测,可为电离层模型精化提供约束,但BDS GEO卫星探测范围包含了20000 km以上的稀薄等离子体,为了进一步研究其对TEC反演造成的影响,提出一种性能评估方法:利用BDS GEO卫星双频观测数据提取电离层穿刺点处的垂向电子总含量(VTEC);然后分析穿刺点处VTEC变化特性,并与全球电离层图、相邻中圆轨道(MEO)卫星反演VTEC比较;最后以经验电子模型为参考,评估2种卫星探测的等离子体层总电子含量。结果表明:研究区域内GEO-VTEC与全球电离层图有较好的一致性;在不同的地磁条件下,GEO-VTEC与MEO-VTEC偏差的均方根值接近,最大不超过2.46个总电子含量单位;GEO与MEO卫星探测的等离子体层TEC值接近,20000 km以上的等离子体对于TEC的影响可以忽略。说明GEO-VTEC与常用电离层产品以及MEO-VTEC的性能一致。

基于GEO数据库结合网络药理学及分子对接逆向挖掘干预肝癌的中药

基于GEO(gene expression omnibus)数据库结合网络药理学及分子对接,从分子水平逆向挖掘具有抗肝癌活性的中药。通过GEO、GeneCards、OMIM和TTD等疾病靶点数据库获取肝癌的重要靶点。利用STRING平台获取核心靶点,结合TCMIP(integrative pharmacology-based research platform of traditonal Chinese medicine)和TCMID(traditional Chinese medicine integraive database)数据库筛选核心成分,采用TCMSP(traditonal Chinese medicine system pharmacology database and analysis platform)数据库筛选核心中药,通过分子对接和细胞实验验证筛选结果。从疾病靶点数据库得到398个肝癌的重要靶点,进一步筛选出8个核心靶点、11个核心成分和1味核心中药葛根;分子对接结果表明葛根的3个核心成分(槲皮素、黄岑素、豆甾醇)可以与部分核心靶点(CDK1、CDC20)自发地结合;细胞实验结果表明葛根提取物可以有效抑制肝癌细胞HepG2的增殖。该结果可以为葛根的研究与开发提供参考,为葛根抗肝癌活性成分的挖掘提供理论依据。

基于GEO基因芯片联合网络药理学及分子对接技术探讨参苓脾喜汤治疗慢性胃炎、胃黏膜上皮内瘤变、胃早期癌作用机制

目的 基于GEO基因芯片、网络药理学及分子对接技术探讨参苓脾喜汤防治慢性胃炎(CG)、胃黏膜上皮内瘤变(GIN)、胃早期癌(EGC)的作用机制。方法 从GEO数据库下载含CG、GIN、EGC基因芯片GSE130823,使用R4.1.1筛选共同差异表达基因。利用TCMSP数据库筛选参苓脾喜汤活性成分及对应靶点,使用R4.1.1对共同表达基因与药物靶点取交集,通过Cytoscape3.9.1软件构建中药-活性成分-靶点网络,并通过STRING数据库构建蛋白相互作用(PPI)网络并进行拓扑分析,以筛选核心靶点,使用R4.1.1对交集基因进行GO功能和KEGG通路富集分析。最后将排名靠前的药物活性成分与核心靶点蛋白进行分子对接验证。结果 共筛选出1 115个差异表达基因,参苓脾喜汤活性成分119种,靶点247个,主要活性成分包括槲皮素、豆甾醇、木犀草素等。预测得到参苓脾喜汤治疗CG、GIN、EGC潜在作用靶点22个,包括CHRM3、AR、ADRB2、DPP4等。GO功能和KEGG富集分析结果显示,参苓脾喜汤治疗CG、GIN、EGC主要涉及对cAMP、IL-17、TNF、离子跨膜转运蛋白活性的调节、钙信号通路等方面。分子对接结果显示,木犀草素与ALB、AR、DPP4有较强结合能力,槲皮素与ALB、DPP4有较强结合能力,豆甾醇与AR有较强结合能力。结论 参苓脾喜汤中多种活性成分可能通过cAMP、IL-17、TNF等信号通路,调控ALB、AR、DPP4、CYP3A4等靶点治疗CG、GIN、EGC。

GEO芯片结合网络药理学及分子对接研究升降龙莲汤治疗子宫内膜癌的作用机制

目的 研究基于网络药理学、基因芯片和分子对接探讨验方升降龙莲汤治疗子宫内膜癌的作用机制。方法 通过口服生物利用度和类药性在TCMSP数据库中挖掘升降龙莲汤的有效成分,利用GEO中GSE115810数据集、OMIM和GeneCards数据库获取子宫内膜癌的靶基因。对活性成分和Endometrial cancer的共同靶点进行GO功能和KEGG通路富集分析。使用STRING建立蛋白相互作用PPI网络,导入Cytoscape后根据度值筛选核心靶点,然后整合差异基因的上调和下调,通过Kaplan Meier-Plotter生存曲线分析,进一步筛出与子宫内膜癌预后关系更紧密的靶基因。最后,利用AutoDock对关键成分与核心靶基因进行分子对接验证。结果 从升降龙莲汤中获取成分66种和289个潜在治疗靶点。通过3个数据平台共获取1048个子宫内膜癌相关靶点,其中交集靶点97个。从PPI网络中获得靶基因12个,经K-M生存曲线进一步筛选得到靶基因7个。GO和KEGG富集结果显示,生物进程方面,尤以细胞迁移的正调控最显著,癌症信号通路富集最多。分子对接验证发现槲皮素、木犀草素、汉黄芩素、山柰酚、黄芩素与靶基因结合较紧密。结论 升降龙莲汤干预子宫内膜癌主要机制是通过多靶点、多信号通路,抑制或提高关键基因的表达,阻滞癌细胞增殖与侵袭,促进肿瘤细胞凋亡。

基于网络药理学和分子对接技术结合GEO芯片探究补中清利汤治疗IgA肾病的作用机制

目的:基于网络药理学、分子对接技术,并结合GEO芯片研究中药复方补中清利汤治疗IgA肾病的作用机制。方法:从TCMSP中药数据库中搜索补中清利汤各药物活性成分及靶点。借助多个疾病数据库并结合GEO基因芯片,获取IgA肾病疾病靶点。通过R语言4.2.2获取药物和疾病共同靶点后利用String数据库构建蛋白互作网络。通过Cytoscape 3.9.1(Cyto NCA插件)及Discovery Studio 2019对核心靶点进行筛选及完成分子对接。最后利用R语言4.2.2进行GO注释和KEGG富集分析。结果:补中清利汤治疗IgA肾病共筛选出70个有效活性成分,107个潜在作用靶点(核心靶点基因:JUN、MAPK1、TP53、HSP90AA1、MAPK14和HIF1A),主要涉及通路有:Lipid and atherosclerosis(脂质与动脉粥样硬化)、Fluid shear stress and atherosclerosis(流体剪切应激和动脉粥样硬化)、AGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications(糖尿病并发症AGE-RAGE信号通路)等。结论:补中清利汤治疗IgA肾病是多通路、多靶点、多成分的多重干预过程,本研究为补中清利汤治疗IgA肾病提供了一定理论基础。

基于TCGA、GEO数据库联合挖掘结肠癌诊断和预后生物标志物

目的:应用GEO和TCGA数据库中的结肠癌基因表达数据,通过生物信息学手段挖掘影响结肠癌诊断和预后的关键基因,以期找到结肠癌早期诊断及预后相关的生物标志物,为结肠癌的临床诊断及结肠癌药物研发提供分子基础.方法:检索GEO基因表达数据库,下载符合条件的结肠癌患者基因芯片数据集,同时下载TCGA中结肠癌的转录组测序数据.应用R语言及相应的R包进行数据处理及统计学分析.首先通过R语言将下载的GEO基因芯片数据集和TCGA转录组数据集整理为基因表达矩阵,应用“limma”包进行基因表达差异分析,找出每个数据集的差异表达基因;再利用RRA包对这些差异表达基因进行优先级排序,找出在这些数据集中共同上调和共同下调的基因以及根据其变化倍数进行的优先级排序表.同时对这些共同上调和下调基因进行GO和KEGG信号通路富集分析,根据TCGA中的病人临床信息对上调和下调中排名前20的基因进行生存相关分析及蛋白质-蛋白质相互作用分析.结果:从TCGA结肠癌数据集、GSE44861数据集、GSE33113数据集、GSE39582数据集中分别筛选出差异基因4002,349,8917,1697个,接着使用RRA算法得到85个共同显著性上调基因和141个共同显著性下调基因,这些共同上调基因和共同下调基因参与多种信号通路,在肿瘤中的变化倍数高达1000倍,其中有多种下调基因参与金属离子的代谢.还发现GUCA2A,CA4,GCG,CXCL1,CXCL8,CLCA1六个基因的表达水平与生存时间之间存在显著性正相关性.结论:CLCA1,GUCA2A,GCG,CXCL1和CXCL8与结肠癌的发展和预后可能相关.

基于多种群混沌遗传算法的GEO目标服务任务规划

面向地球同步轨道(geosynchronous Earth orbit,GEO)空间目标碎片清除、燃料加注等不同在轨服务需求,研究了“固定储油站+往返航天器”相结合的航天器任务规划问题。首先,建立了多任务混合的燃料最优双层任务规划模型,外层为目标服务序列规划,内层为轨道机动规划。随后,针对该连续-离散混合变量组合优化问题,提出了一种多种群混沌遗传算法(multi-group chaotic genetic algorithm,MGCGA),采用混合编码表征决策变量,引入立方混沌映射算子提高初始种群质量,多种群及精英保留策略使得算法在求解过程中能更为显著地逼近全局最优解。最后,参考实际GEO目标构建了典型算例,规划结果表明所提算法具有全局收敛性好、收敛速度快的优点。

GEO卫星机会源近岸海面高度测量性能评估

基于同步地球轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星的机会源技术已被证明其在近岸海面高度测量中的应用潜力,但目前研究主要围绕可行性论证展开,极少开展全方位的测量性能评估.为此,从仿真和试验两个角度评估了信号带宽、非相干累加次数、信噪比及波形峰值跟踪算法对GEO卫星机会源海面测高性能的影响.评估结果表明当非相干累加次数和信噪比大于最优非相干累加次数和最优信噪比时,测高性能将不再显著提升.因此,通过选择最优非相干累加次数,以及设计合理的接收天线增益、射频增益及接收机带宽使信噪比大于最优信噪比对GEO卫星机会源海面测高至关重要.通过对比插值和拟合两种波形跟踪算法发现拟合法能提供比插值法更高的测量精度.利用北斗B3I信号和ASTRA 19.2 E卫星信号开展GEO卫星海面测高的试验评估.试验结果表明:在非相干累加次数大于10000、信噪比大于7 dB时,北斗B3I信号和ASTRA 19.2 E卫星信号可分别提供精度约为0.20 m和0.10 m的海面高度.针对GEO卫星多频或多通道传输特点,提出了基于信号频谱合成提高海面测高精度的方法.当利用中卫1号卫星10个通道信号进行合成时,插值法和拟合法的仿真测距精度分别为3.50 cm和0.69 cm.