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糖基化基因构建的IgA肾病风险预测模型及免疫细胞浸润分析

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南京医科大学学报（自然科学版） 2024年第12期44卷 1671-1681页

作者：陈梦星宗慧敏张洋南京医科大学附属南京医院(南京市第一医院)肾内科江苏南京210006 南京医科大学附属江宁医院肾内科江苏南京211100

目的:筛选IgA肾病(IgA nephropathy,IgAN)糖基化相关基因并分析免疫细胞浸润情况。方法:基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)中下载IgAN数据集,筛选糖基化相关差异基因并进行功能分析,通过最小绝对收缩和选择算子(least ab... 详细信息

目的:筛选IgA肾病(IgA nephropathy,IgAN)糖基化相关基因并分析免疫细胞浸润情况。方法:基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)中下载IgAN数据集,筛选糖基化相关差异基因并进行功能分析,通过最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)、支持向量机递归特征消除(support vector machine recursive feature elimination,SVM-RFE)和随机森林树算法进一步筛选糖基化相关最优特征基因(the optimal feature gene,OFG),并运用免疫组织化学染色、Western blot和Nephroseq v5外部数据库验证OFG差异表达。基于OFG绘制IgAN预测列线图,分析免疫细胞浸润,构建ceRNA网络。结果:经过筛选首次报道了3个OFG,α-N-乙酰神经氨酸α-2,8-唾液酸转移酶1(ST8 alpha-N-acetylneuraminide alpha-2,8-sialyltransferase 1,ST8SIA1)、硫酸软骨素合酶1(chondroitin sulfate synthase 1,CHSY1)和磷脂酰肌醇N-乙酰氨基葡萄糖转移酶亚基H(phosphatidylinositol N-acetylglucosaminyl transferase subunit H,PIGH),构建的列线图模型提示OFG对IgAN发生有较好的预测价值。免疫细胞浸润分析显示,和对照组相比,IgAN组CD8+T细胞、CD4+幼稚T细胞、活化CD4+记忆T细胞、静息树突状细胞以及静息肥大细胞等浸润显著增加,而幼稚B细胞、浆细胞、静息CD4+记忆T细胞、活化肥大细胞和中性粒细胞等浸润明显减少。OFG与活化CD4+记忆T细胞、静息CD4+记忆T细胞、CD4+幼稚T细胞、幼稚B细胞等相关。验证实验结果也表明与微小病变性肾病相比,IgAN中CHSY1和PIGH表达水平显著下降,而ST8SIA1表达水平显著增加。值得注意的是,糖尿病肾病和微小病变性肾病中OFG的表达水平差异无统计学意义。此外,成功构建了一个包含117个lncRNA、67个miRNA和3个OFG的ceRNA网络。结论:ST8SIA1、CHSY1和PIGH可能是诊断和治疗IgAN的潜在靶点,结合浸润细胞免疫和ceRNA网络,为IgAN的研究提供了新的视角。

关键词： IgA肾病糖基化免疫细胞浸润分析生物信息学

基于生物信息学探讨骨关节炎相关分子机制及免疫细胞浸润分析

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中国医科大学学报 2023年第5期52卷 385-391,397页

作者：刘畅卞华许博河南省中医院(河南中医药大学第二附属医院)风湿病科郑州450002 南阳理工学院张仲景国医国药学院河南省张仲景方药与免疫调节重点实验室河南南阳473004

目的利用生物信息学技术探讨骨关节炎发病的相关分子机制。方法通过基因表达综合(GEO)数据库获取2份骨关节炎芯片(GSE51588、GSE98918)作为对照样品组,并筛选出骨关节炎与正常对照组的差异表达基因,对其行基因本体(GO)和疾病本体(DO)富... 详细信息

目的利用生物信息学技术探讨骨关节炎发病的相关分子机制。方法通过基因表达综合(GEO)数据库获取2份骨关节炎芯片(GSE51588、GSE98918)作为对照样品组,并筛选出骨关节炎与正常对照组的差异表达基因,对其行基因本体(GO)和疾病本体(DO)富集分析。通过LASSO回归模型和SVM-RFE算法识别筛选生物标志物,在验证组GSE117999芯片中行受试者操作特征(ROC)曲线验证,再利用ROC曲线下面积值评估辨别能力。利用CIBERSORT算法预估骨关节炎与筛选出的生物标志物的生物信息学关联。结果共鉴定出骨关节炎差异基因96个,其中上调、下调基因分别为47、49个,GO和DO富集分析涉及多种信号通路、细胞组分、分子功能和疾病。LASSO回归算法和SVM-RFE算法筛选并经过验证组验证后得到的特征基因为CSN1S1、CXCL14、MTHFD2、NMNAT2、TLR7,且ROC曲线验证结果符合预期。免疫细胞浸润分析显示,正常对照组幼稚B细胞、单核细胞、激活的肥大细胞、中性粒细胞相对含量明显增加,而骨关节炎组幼稚CD4^(+)T细胞、滤泡辅助细胞、巨噬细胞M1、静息树突状细胞相对含量明显增加;特征基因与单核细胞、巨噬细胞M1、浆细胞、CD8^(+)T细胞、幼稚B细胞、调节性T细胞、静息肥大细胞等相关。结论基于免疫细胞浸润的模型可用于预测骨关节炎的发病机制,为骨关节炎治疗提供新靶点。

关键词：骨关节炎发病机制免疫细胞浸润分析

同方期刊数据库

基于生物信息学探讨类风湿关节炎与骨关节炎相关分子机制及免疫细胞浸润分析

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中国医科大学学报 2023年第8期52卷 718-723,735页

作者：许博郑福增刘畅河南中医药大学第二附属医院风湿病科郑州450002 河南省中医院风湿病科郑州450002

目的探寻能有效区分类风湿关节炎(RA)和骨关节炎(OA)的潜在生物标志物,并探讨二者在生物信息学方面差异的意义。方法从基因表达综合(GEO)数据库下载2份RA和OA作为相互对照样品的公开可用基因表达谱(GSE55235、GSE55457数据集),并筛选OA... 详细信息

目的探寻能有效区分类风湿关节炎(RA)和骨关节炎(OA)的潜在生物标志物,并探讨二者在生物信息学方面差异的意义。方法从基因表达综合(GEO)数据库下载2份RA和OA作为相互对照样品的公开可用基因表达谱(GSE55235、GSE55457数据集),并筛选OA与RA的差异表达基因(DEG)。采用LASSO回归模型和SVM-RFE算法识别并筛选生物标志物,在验证组(GSE55584数据集)中进行受试者操作特征(ROC)曲线验证,利用ROC曲线下面积(AUC)值评估辨别能力。利用CIBERSORT算法与筛选出的生物标志物预估RA与OA的生物信息学关联。结果共鉴定出410个DEG,涉及多种信号通路、细胞组分、分子功能和疾病。特征基因有COPZ2、FAH、IL15RA、LTC4S、SCRG1、SFRP1和SLAMF8共7个,且ROC曲线验证结果符合预期。免疫细胞浸润分析显示,巨噬细胞M1、CD8+T细胞、静息肥大细胞、浆细胞、静息树突状细胞等与特征基因相关。结论基于免疫细胞浸润的模型可用于预测RA与OA的鉴别诊断,为RA与OA的治疗靶点提供了新的视角。

关键词：类风湿关节炎骨关节炎基因本体富集分析京都基因与基因组数据库富集分析疾病本体富集分析免疫细胞浸润分析

同方期刊数据库

基于稳健排序整合算法对胃癌治疗靶点及相关免疫细胞浸润分析

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国际检验医学杂志 2023年第20期44卷 2433-2438,2446页

作者：周雪桐安彩艳张谦巴彦淖尔市医院消化内科内蒙古巴彦淖尔015000 呼和浩特市第一医院基础与转化医学研究中心内蒙古呼和浩特010030 内蒙古医科大学药学院内蒙古呼和浩特010110

目的采用稳健排序整合算法(RRA)筛选胃癌潜在的治疗和预后靶点,为胃癌的早期诊断、预后评估和诊断试剂盒的开发提供依据。方法挖掘高通量基因表达数据库(GEO)中7套胃癌基因表达谱数据(GSE54129、GSE63089、GSE65801、GSE66229、GSE79973... 详细信息

目的采用稳健排序整合算法(RRA)筛选胃癌潜在的治疗和预后靶点,为胃癌的早期诊断、预后评估和诊断试剂盒的开发提供依据。方法挖掘高通量基因表达数据库(GEO)中7套胃癌基因表达谱数据(GSE54129、GSE63089、GSE65801、GSE66229、GSE79973、GSE118897、GSE118916),筛选差异表达基因,并对差异表达基因进行基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)功能富集分析,得到胃癌相关生物学过程和细胞信号通路。对差异表达基因结果进行蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络分析,构建蛋白互作网络,使用RRA法筛选网络核心基因。通过CIBERSORT算法进行免疫细胞浸润分析,使用R语言Survival包分析核心基因与总生存率的相关性。结果通过生物信息学分析,共筛选得到12个网络核心基因(CHGB、COL4A1、THBS1、COL3A1、COL1A1、COL1A2、SPP1、LUM、FGG、TIMP1、VCAN和SPARC基因)。免疫细胞浸润分析显示,与胃癌组织相比,22种免疫细胞中CD4 T细胞在正常胃组织中占主导地位。生存分析结果表明,CHGB、COL4A1、THBS1、COL3A1、COL1A1、COL1A2、SPP1、LUM、FGG、TIMP1、VCAN和SPARC在高、低表达组中P均小于0.05,这些基因表达量与胃癌患者的总生存期显著相关。结论CD4 T细胞在胃癌的发生发展中起重要作用,CHGB、COL4A1、THBS1、COL3A1、COL1A1、COL1A2、SPP1、LUM、FGG、TIMP1、VCAN和SPARC可能成为胃癌的早期诊断和预后评估的关键靶点。

关键词：稳健排序整合算法胃癌治疗靶点核心基因免疫细胞浸润分析预后生物信息学

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星形细胞瘤相关潜在基因及免疫浸润分析

生物医学转化 2024年第3期5卷 47-54页

作者：雷丽巧刘建民邓知敏广州中医药大学第一临床医学院广东广州510000 广州中医药大学第一附属医院白云分院广东广州510000

目的运用生物信息学筛选星形细胞瘤的相关核心基因。方法从GEO数据库下载星形细胞瘤表达数据集GSE70231和GSE138999,采用RStudio分析后得到差异表达基因(DEGs)。对DEGs进行GO和KEGG富集分析,应用STRING网站构建蛋白互作网络(PPI)后导入C... 详细信息

目的运用生物信息学筛选星形细胞瘤的相关核心基因。方法从GEO数据库下载星形细胞瘤表达数据集GSE70231和GSE138999,采用RStudio分析后得到差异表达基因(DEGs)。对DEGs进行GO和KEGG富集分析,应用STRING网站构建蛋白互作网络(PPI)后导入Cytoscape筛选核心基因。利用Sangerbox平台分析核心基因在肿瘤中的表达和对生存预后的影响。最后,利用RStudio对数据进行免疫浸润分析。结果RStudio分析共1261个DEGs;富集分析发现差异基因主要位于质膜和细胞质,参与化学突触传递和蛋白质结合等过程,与突触囊泡循环通路和胰岛素分泌通路相关。Cytoscape筛选出3个核心基因,分别是SNAP25、SYN1、SYT1。Sangerbox分析显示肿瘤与正常组织的核心基因表达存在明显的差别,并且高表达的核心基因整体生存相对较好。免疫浸润分析发现星形细胞瘤组织中,巨噬细胞(M1型和M2型)和中性粒细胞等浸润程度较高,而不同免疫细胞间也存在一定相关性。结论SNAP25、SYN1、SYT1可能在星形细胞瘤发展过程中发挥作用,有望成为星形细胞瘤的潜在治疗靶点。

关键词：星形细胞瘤生物信息学核心基因免疫细胞浸润分析

类风湿关节炎免疫特征基因及其与土茯苓黄酮类化合物的关系研究

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安徽医科大学学报 2024年第3期59卷 484-490页

作者：杨欣黄聪姚血明贵州中医药大学基础医学院贵阳550025 贵州中医药大学第二附属医院风湿免疫科贵阳550025

目的基于Gene Expression Omnibus(GEO)数据集结合LASSO逻辑回归、ssGSEA和WGCNA等生物信息学及统计学方法,筛选与特定免疫细胞浸润相关的类风湿关节炎(RA)诊断标志物,并分析土茯苓黄酮类化合物与其结合情况。方法通过GEO数据库获取正... 详细信息

目的基于Gene Expression Omnibus(GEO)数据集结合LASSO逻辑回归、ssGSEA和WGCNA等生物信息学及统计学方法,筛选与特定免疫细胞浸润相关的类风湿关节炎(RA)诊断标志物,并分析土茯苓黄酮类化合物与其结合情况。方法通过GEO数据库获取正常对照组和RA组基因芯片。利用R 4.3.0“WGCNA”软件包对数据集进行整合分析,识别其中的共表达模块信息,筛选出与RA密切相关的关键模块。基于R软件中“glmnet”包对差异表达基因进行LASSO回归分析,筛选RA的特征基因。受试者工作特征(ROC)曲线下的面积用来评估特征基因对RA的诊断价值。通过R中的“GSVA”、“limma”和“GSEABase”程序包对正常对照组和RA组的基因表达数据进行量化免疫细胞浸润分析。基于超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UHPLC-Q-Exactive/MS)技术鉴定土茯苓黄酮类化合物。通过分子对接技术分析黄酮类化合物与特征基因的结合情况。结果LASSO回归算法共筛选出5个特征基因(载脂蛋白D,含锌指和BTB域16,趋化因子C-C亚族受体5,基质金属蛋白酶-1和冠蛋白1A),5个特征基因的ROC曲线下面积均大于0.85,特征基因与多种免疫细胞呈正相关。通过UHPLC-Q-Exactive/MS鉴定出土茯苓黄酮类化合物共20个,其中Mulberrin和Neobavaisoflavone化合物与5个免疫特征基因均有较好的结合。结论土茯苓黄酮类化合物与RA免疫特征基因有较好的结合,能够为RA免疫调节治疗和早期诊断提供科学依据。

关键词：类风湿关节炎土茯苓免疫细胞浸润分析特征基因分子对接黄酮类化合物

基于UHPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS技术分析土茯苓苯丙素类化学成分及其对类风湿关节炎特征基因的干预

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科学技术与工程 2024年第27期24卷 11586-11593页

作者：杨欣黄聪姚血明贵州中医药大学基础医学院贵阳550025 贵州中医药大学第二附属医院贵阳550025

通过超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱联用技术(UHPLC-Q Exactive Orbitrap-MS)鉴定土茯苓苯丙素类化合物,筛选与特定免疫细胞浸润相关的类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)诊断标志物及苯丙素类化合物。以正离子和负... 详细信息

通过超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱联用技术(UHPLC-Q Exactive Orbitrap-MS)鉴定土茯苓苯丙素类化合物,筛选与特定免疫细胞浸润相关的类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)诊断标志物及苯丙素类化合物。以正离子和负离子模式采集数据分析土茯苓苯丙素类化学成分。通过GEO(gene expression omnibus)数据库获取RA基因芯片,基于“一致性聚类”进行共识聚类且区分RA不同的分子亚型。通过R软件绘制特征基因受试者工作特征曲线(receiveroperating characteristic curve,ROC),并计算ROC曲线下的面积。通过单样本基因集富集分析特征基因与免疫细胞的相关性。基于SYBYL2.1.1分子对接分析苯丙素类化合物与特征基因的结合情况。对RA差异表达基因进行过滤,获得5个特征基因,其中RAC2、ITGB7、CD52、ITGB2基因的ROC曲线面积通过验证,4特征基因能影响8种免疫细胞(活化的CD4+T细胞,活化的CD8+T细胞,中央记忆CD4+T细胞,效应记忆CD4+T细胞,骨髓源性抑制细胞,单核细胞,调节性T细胞,效应记忆CD8+T细胞),且呈正相关(P免疫特征基因。基于免疫细胞浸润的模型可用于预测RA的发病机制,土茯苓苯丙素类化合物对免疫特征基因具有干预作用,研究结果为RA免疫调节治疗和早期诊断提供科学依据。

关键词： UHPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS 类风湿关节炎土茯苓苯丙素免疫细胞浸润分析分子对接

基于TCGA数据库分析VAV2基因在非小细胞肺癌中的表达及临床意义

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基于TCGA数据库分析VAV2基因在非小细胞肺癌中的表达及临床意义

作者：李薇薇中国医科大学

学位级别：硕士

目的:以TCGA在线数据库数据为基础,寻找促进非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)进展的靶基因,并探讨该基因的表达与NSCLC预后的关系,从而探寻出与靶基因相关的治疗靶点。实验方法:从TCGA数据库(https://***/)下载1102例VAV... 详细信息

目的:以TCGA在线数据库数据为基础,寻找促进非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)进展的靶基因,并探讨该基因的表达与NSCLC预后的关系,从而探寻出与靶基因相关的治疗靶点。实验方法:从TCGA数据库(https://***/)下载1102例VAV2m RNA在NSCLC中的表达数据及患者的临床相关数据,使用R软件(vol 4.2.2)进行分析,通过t检验得到VAV2 m RNA在NSCLC肿瘤组织及癌旁组织中的表达差异情况、Log-rank检验对VAV2 m RNA表达不同的NSCLC患者进行生存分析,单因素及多因素COX分析VAV2 m RNA及临床病理特征对NSCLC患者预后的影响,非参数检验分析VAV2对NSCLC肿瘤微环境以及肿瘤突变负荷的影响,利用Timer数据库分析VAV2在NSCLC组织中的表达量与免疫相关细胞浸润程度的关系,利用TCIA数据库分析VAV2对NSCLC免疫治疗的影响。结果:1.在NSCLC肿瘤组织中VAV2 m RNA的表达上调。***患者的总生存期及无进展生存期皆与VAV2 m RNA表达水平呈正相关。***2可独立于其他因素,作为NSCLC的独立预后因子。***2高表达的NSCLC患者的肿瘤微环境中基质细胞及免疫细胞的含量皆高于低表达的患者。5.在NSCLC患者的肿瘤微环境中,调节性T细胞浸润水平(r=0.22,P细胞浸润水平(r=0.086,P细胞M2型浸润水平(r=-0.089,P细胞浸润水平(r=-0.099,P细胞浸润水平(r=-0.097,P细胞浸润水平(r=-0.081,P免疫检查点基因与VAV2呈正调控关系。***2 m RNA高表达的NSCLC患者接受免疫治疗会有更好的疗效。结论:VAV2 m RNA在NSCLC中高表达。并且VAV2 m RNA高表达的患者5年生存率低于VAV2 m RNA低表达的患者。VAV2可通过影响NSCLC患者的调节性T细胞、静息状态记忆CD4+T细胞、巨噬细胞M2型、静息状态NK细胞、静息状态树突状细胞、嗜酸性粒细胞的浸润程度,从而影响其肿瘤微环境。这为免疫抑制剂在NSCLC中的应用提供了新思路。

关键词： TCGA数据库非小细胞肺癌 VAV2 生存分析肿瘤微环境免疫细胞浸润分析