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肺缺血-再灌注核心基因介导的竞争性内源性RNA网络的构建

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器官移植 2024年第1期15卷 70-81页

作者：李晓凤唐明政刘禧禧宋子晴张国欣杨开银张凌云甘肃中医药大学第一临床医学院兰州730000 甘肃中医药大学基础医学院甘肃省中医院麻醉科

目的分析肺缺血-再灌注损伤发生的核心基因并构建竞争性内源性RNA(ceRNA)网络。方法从基因表达综合(GEO)数据库下载GSE145989的原始数据当作训练集,GSE172222和GSE9634数据集作为验证集,并鉴定差异表达基因(DEG)。进行基因本体(GO)、京... 详细信息

目的分析肺缺血-再灌注损伤发生的核心基因并构建竞争性内源性RNA(ceRNA)网络。方法从基因表达综合(GEO)数据库下载GSE145989的原始数据当作训练集,GSE172222和GSE9634数据集作为验证集,并鉴定差异表达基因(DEG)。进行基因本体(GO)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,筛选核心基因并分析核心基因的诊断价值、免疫细胞的免疫浸润水平。构建并验证ceRNA网络。分析基于ceRNA网络的靶向药物。结果共检测到179个DEG,其中61个下调基因,118个上调基因。GO分析结果显示,DEG与细胞迁移、分化和调节等生物学过程有关;与内吞囊泡膜、浆膜和膜筏等细胞成分有关;与趋化因子受体、G蛋白偶联受体、免疫受体活性和抗原结合等分子功能有关。KEGG分析显示DEG参与肿瘤坏死因子(TNF)、Wnt、白细胞介素(IL)-17和核因子(NF)-κB等信号通路。PPI网络提示CD8A、IL2RG、STAT1、CD3G和SYK是肺缺血-再灌注损伤的核心基因。ceRNA网络提示miR-146a-3p、miR-28-5p和miR-593-3p与CD3G的表达相关;miR-149-3p、miR-342-5p、miR-873-5p和miR-491-5p与IL2RG表达相关;miR-194-3p、miR-512-3p、miR-377-3p和miR-590-3p与SYK表达相关;miR-590-3p和miR-875-3p与CD8A表达相关;miR-143-5p、miR-1231、miR-590-3p、miR-875-3p与STAT1表达相关。CD3G有13种靶向药物,IL2RG有4种靶向药物,SYK有28种靶向药物,lncRNA MUC2有3种靶向药物,未发现CD8A、STAT1和其他ceRNA网络基因的靶向药物。结论CD8A、IL2RG、STAT1、CD3G和SYK是肺缺血-再灌注损伤的核心基因,对核心基因进行研究分析可能有助于肺缺血-再灌注损伤的诊断,并提供新的研究思路和治疗靶点。

关键词：肺移植缺血-再灌注损伤核心基因竞争性内源性RNA(ceRNA) 微小RNA 长链非编码RNA 环状RNA 信号通路

基于生信分析对脓毒症相关性脑病中神经炎症相关核心基因的筛选

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南京医科大学学报(自然科学版) 2024年第7期 915-926页

作者：苏思璇尚彦星段程伟梁彩霞张冬梅 1.南通大学医学院病原生物学系 2.南通大学第二附属医院临床医学研究中心,江苏省人体免疫学医学重点学科/实验室建设单位,南通市代谢免疫学与疾病微环境重点实验室,南通市分子免疫学医学重点实验室,南京医科大学康达学院南通临床医学院南通大学医学院病原生物学系南通大学第二附属医院临床医学研究中心江苏省人体免疫学医学重点学科/实验室建设单位南通市代谢免疫学与疾病微环境重点实验室南通市分子免疫学医学重点实验室南京医科大学康达学院南通临床医学院

目的：通过生信分析筛选脓毒症相关性脑病（sepsis associated encephalopathy,SAE）中小胶质细胞介导神经炎症的核心基因，并通过体外细胞学实验验证。方法：从基因表达综合数据库（gene expression omnibus,GEO）中获取脓毒症患者外... 详细信息

目的：通过生信分析筛选脓毒症相关性脑病（sepsis associated encephalopathy,SAE）中小胶质细胞介导神经炎症的核心基因，并通过体外细胞学实验验证。方法：从基因表达综合数据库（gene expression omnibus,GEO）中获取脓毒症患者外周血全转录组测序数据集GSE65682以及体外脂多糖（lipopolysaccharides,LPS）诱导小胶质细胞活化模型基因芯片数据集GSE103156。采用加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis,WGCNA）筛选GSE65682数据集中与脓毒症临床诊断显著相关的模块，与GSE103156数据集中LPS处理前后小胶质细胞的差异表达基因（differentially expressed gene,DEG）相交，利用基因本体论（gene ontology,GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）对DEG进行功能富集分析。采用STRING构建蛋白质-蛋白质相互作用网络、Cytoscape以及Lasso回归分析筛选核心基因。构建LPS诱导BV2小胶质细胞活化体外细胞模型，采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)检测基因表达；采用慢病毒载体法过表达组蛋白去乙酰化酶9(histone deacetylase 9,HDAC9),Western blot检测炎症相关分子表达。结果：WGCNA分析得到GSE65682数据集中与脓毒症临床诊断相关的9个模块、共332个基因，通过Limma分析得到GSE103156数据集中LPS刺激前后小胶质细胞的1 272个DEGs，二者取交集后得到18个交集基因，进一步采用Lasso回归分析筛选得到4个枢纽基因分别为七跨膜G蛋白偶联受体183(G protein-coupled receptor 183,GPR183)、HDAC9、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸激酶（nicotinamide adenine dinucleotide kinase,NADK）、富含亮氨酸重复蛋白25(leucine rich repeat containing 25,LRRC25)。RT-qPCR结果证实在LPS刺激的小胶质细胞炎性活化模型中，Gpr183和Hdac9基因的m RNA表达下调、Lrrc25表达上调，而Nadk表达无明显变化；Western blot显示过表达HDAC9可促进LPS诱导小胶质细胞促炎因子白介素（interleukin,IL）-1β、诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase,iNOS）的表达、促进JAK1-STAT3磷酸化。结论：本研究利用生物信息学筛选得到SAE中小胶质细胞介导神经炎症的4个关键基因，并初步证实HDAC9对于小胶质细胞具有促炎活性，为SAE的机制研究提供了新的思路和数据。

关键词：脓毒症相关性脑病小胶质细胞生信分析差异基因核心基因

基于加权基因共表达网络分析的动脉粥样硬化中铁死亡核心基因及其与免疫浸润细胞的关系研究

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实用心脑肺血管病杂志 2024年第3期32卷 62-69,76页

作者：方柔柔杨启帆韩若冰邬东东孙娜李娟徐守竹赵晶陕西中医药大学公共卫生学院陕西省咸阳市712046 陕西中医药大学陕西省针药结合重点实验室陕西省咸阳市712046

目的基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选动脉粥样硬化(AS)中铁死亡核心基因,并分析其与免疫浸润细胞的关系。方法从基因表达综合(GEO)数据库下载AS转录组数据集GSE100927[筛选出颈动脉样本41个,包含12个健康对照者的颈动脉样本(... 详细信息

目的基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选动脉粥样硬化(AS)中铁死亡核心基因,并分析其与免疫浸润细胞的关系。方法从基因表达综合(GEO)数据库下载AS转录组数据集GSE100927[筛选出颈动脉样本41个,包含12个健康对照者的颈动脉样本(对照组)和29个AS患者的颈动脉样本(AS组)]。从FerrDb数据库下载铁死亡相关基因(FRG),去除重复基因后,最终纳入了564个FRG。利用R软件(版本4.2.3)进行数据预处理、差异表达基因(DEG)筛选、WGCNA,通过在线String数据库进行蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)分析及确定核心基因,比较GSE100927中对照组和AS组核心基因表达水平,并分析GSE20129和GSE226790中核心基因表达水平,同时进行单样本基因集富集分析(ssGSEA)及免疫浸润分析。结果共筛选出了508个DEG。网络拓扑分析结果显示,软阈值为2。共识别到5个基因模块,其中绿松石色基因模块与AS相关性最强(r=-0.96,P基因模块共包含15 087个基因。将绿松石色基因模块中的基因、FRG、DEG取交集,共得到17个交集基因。PPI分析结果显示,构建出1个含有17个节点、60条边的PPI网络图;核心基因分别为IL1B、CTSB、HMOX1、CDKN2A、ALOX5。在GSE100927中,AS组IL1B、CTSB、HMOX1、CDKN2A、ALOX5表达水平高于对照组(P0.05);在GSE226790中,对照组与AS组CTSB表达水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。ssGSEA结果显示,IL1B、CTSB、HMOX1、CDKN2A、ALOX5主要涉及铁死亡、脂肪消化吸收等机制。AS组静息CD4记忆T淋巴细胞、浆细胞表达水平低于对照组,活化肥大细胞、单核细胞、滤泡辅助性T淋巴细胞、记忆B细胞表达水平高于对照组(P0.05);CDKN2A表达水平与中性粒细胞表达水平呈负相关(P核心基因,分别为IL1B、CTSB、HMOX1、CDKN2A、ALOX5,其中IL1B、CDKN2A、ALOX5表达水平与部分免疫浸润细胞表达水平有直线相关关系,而CTSB、HMOX1表达水平与22种免疫浸润细胞表达水平均无直线相关关系。

关键词：动脉粥样硬化加权基因共表达网络分析铁死亡核心基因免疫浸润细胞

基于生物信息学分析肝细胞癌中潜在的核心基因和关键通路

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中国医药科学 2024年第9期14卷 26-30页

作者：何雅慧陈芝涛林胜璋浙江中医药大学研究生院浙江杭州310053 树兰(杭州)医院肝胆胰外科浙江杭州310015

目的基于生物信息学分析探索肝细胞癌(HCC)中潜在的核心基因和关键通路,为HCC的诊断和治疗提供新思路。方法本研究使用基因表达数据库(GEO数据库)下载数据集,通过GEO2R在线工具和韦恩图工具筛选出差异表达基因(DEGs),利用STRING数据库和... 详细信息

目的基于生物信息学分析探索肝细胞癌(HCC)中潜在的核心基因和关键通路,为HCC的诊断和治疗提供新思路。方法本研究使用基因表达数据库(GEO数据库)下载数据集,通过GEO2R在线工具和韦恩图工具筛选出差异表达基因(DEGs),利用STRING数据库和Cytoscape软件进行蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络分析并筛选出核心DEGs,并利用GEPIA2在线网站工具分析与预后相关的核心基因。结果本研究在3个数据集中共筛选出210个差异表达基因(DEGs),包括143个共下调基因和67个共上调基因。对共有的DEGs进行蛋白互作(PPI)网络分析,筛选出10个核心基因。GEPIA2分析结果表明,核心基因不仅与HCC免疫细胞浸润相关,也与HCC组织中不同病理阶段的表达水平相关(P核心基因进行生存分析,结果显示有6个基因与HCC预后相关。结论本研究筛选出的核心基因和通路可能作为HCC潜在的预后生物标志物和免疫治疗靶点的选择。

关键词：肝细胞癌差异表达基因核心基因关键通路生物信息学分析

基于生物信息学技术和机器学习算法筛选急性心肌梗死核心基因

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实用心脑肺血管病杂志 2024年第3期32卷 33-38页

作者：李淑娟柯妍刘旭东贺茜徐遥琴田宇佳卢冠军马娟朱澈汪乐新宁夏医科大学总医院急诊科宁夏回族自治区银川市750004 宁夏回族自治区银川市第一人民医院全科医学科 750003 宁夏医科大学总医院心胸外科宁夏回族自治区银川市750004 宁夏医科大学宁夏回族自治区银川市750004 宁夏回族自治区银川市妇幼保健院儿科 750001

目的基于生物信息学技术和机器学习算法筛选急性心肌梗死(AMI)核心基因,并采用细胞实验进行验证。方法本实验时间为2021—2022年。从美国国立生物技术信息中心(NCBI)的高通量基因表达(GEO)数据库下载与AMI相关的3个m RNA基因芯片数据... 详细信息

目的基于生物信息学技术和机器学习算法筛选急性心肌梗死(AMI)核心基因,并采用细胞实验进行验证。方法本实验时间为2021—2022年。从美国国立生物技术信息中心(NCBI)的高通量基因表达(GEO)数据库下载与AMI相关的3个m RNA基因芯片数据集(GSE34198、GSE66360和GSE83500),其中GSE66360和GSE83500为测试集,GSE34198为验证集。运用R 4.2.0软件中的“limma包”筛选GSE66360和GSE83500中差异表达基因。使用LASSO回归方法缩小差异表达基因的范围,然后使用支持向量机-递归特征消除(SVM-RFE)方法在差异表达基因中寻找特征基因,取两种机器学习算法的交集,即为核心基因。比较测试集中AMI组和对照组核心基因表达水平,绘制ROC曲线以评估核心基因表达水平对测试集、验证集受试者发生AMI的预测价值。将衰老心肌细胞随机分为正常氧组和缺氧/复氧组,其中正常氧组心肌细胞常规培养;缺氧/复氧组心肌细胞缺氧3 h后复氧2 h,以制备AMI细胞模型。采用q PCR法检测心肌细胞IL1R2、NR4A2、TREM1 m RNA相对表达量。结果从GSE66360和GSE83500中筛选出145个AMI差异表达基因。在差异表达基因中,通过LASSO回归分析筛选出10个特征基因,通过SVM-RFE方法筛选出10个特征基因,取交集得到9个核心基因,分别为NFIL3、IL1R2、NR4A2、IRAK3、VCAN、CCL20、TREM1、LYZ、ITLN1。在测试集中,AMI组仅IL1R2、NR4A2、TREM1表达水平高于对照组(P核心基因,三者有望成为AMI潜在的生物标志物。

关键词：心肌梗死核心基因生物信息学机器学习

基于生物信息学鉴定骨关节炎滑膜的核心基因及预测模型

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武汉大学学报(医学版) 2024年

作者：姜福泽任洵杉周庞虎武汉大学人民医院骨科

目的：鉴定骨关节炎（OA）的核心基因，探寻OA的早期诊断标志物。方法：从GEO数据集中下载了OA滑膜微阵列数据进行分析，通过网络分析整合了多个数据集中的差异表达基因（DEGs）。我们使用了DAVID来注释这些DEGs，并构建了一个蛋白质-... 详细信息

目的：鉴定骨关节炎（OA）的核心基因，探寻OA的早期诊断标志物。方法：从GEO数据集中下载了OA滑膜微阵列数据进行分析，通过网络分析整合了多个数据集中的差异表达基因（DEGs）。我们使用了DAVID来注释这些DEGs，并构建了一个蛋白质-蛋白质相互作用网络来描述基因的相关性。然后，通过MCODE进行了聚类分析，并利用LASSO回归构建分类模型，最后利用受试者工作特征（ROC）曲线对模型的预测能力进行评价。结果：我们鉴定了349个DEGs，其中MCODE评分较高的聚类包含17个DEGs。由LASSO回归构建的预测模型中包含了6个基因（CSTF36、HNRNPK、HNRNPU、PCBP2、SF3B1、SRSF4），其ROC曲线下的面积为99.2%。Logistic回归分析和Pearson相关性分析表明CSTF3、PCBP2和SRSF4可能与OA的发病具有最密切的关系。结论：我们提出的这个包含6个基因的分类模型对OA具有较高的诊断价值。此外，CSTF3、PCBP2和SRSF4可能是OA的特异性生物标志物，其功能值得进一步研究。

关键词：骨关节炎生物信息学核心基因标志物

酒精使用障碍和精神分裂症共同表达的核心基因筛选和潜在分子机制分析

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临床精神医学杂志 2024年第3期34卷 169-173页

作者：朱有为赵容苏杭钟娜江海峰杜江赵敏上海交通大学医学院附属精神卫生中心 200030

目的:应用生物信息学方法筛选酒精使用障碍(AUD)和精神分裂症(SCZ)具有共同表达趋势的关键基因和相关分子机制。方法:从基因表达综合数据库下载AUD基因表达数据集GSE161986以及SCZ基因表达数据集GSE53987、GSE17162和GSE21138。对上述... 详细信息

目的:应用生物信息学方法筛选酒精使用障碍(AUD)和精神分裂症(SCZ)具有共同表达趋势的关键基因和相关分子机制。方法:从基因表达综合数据库下载AUD基因表达数据集GSE161986以及SCZ基因表达数据集GSE53987、GSE17162和GSE21138。对上述基因表达数据集进行标准化处理并筛选在AUD和SCZ中均存在显著差异表达基因(DEGs)。使用注释可视化与综合发现数据库(DAVID)对筛选到的DEGs进行富集分析,使用相互作用基因的搜索工具数据库(STRING)和Cytoscape软件进行蛋白-蛋白互作(PPI)网络构建并筛选两种疾病共有的关键基因。使用AUD芯片数据集GSE44456和SCZ芯片数据集GSE87610对筛选出的潜在核心基因进行验证分析。结果:共筛选出95个DEGs,表达上调的DEGs主要参与凋亡过程的负调控和NF-kappa B信号通路调控;表达下调的DEGs主要参与化学突触传递和神经活性配体-受体相互作用通路。金属硫蛋白基因(MTIG)、MT2A和微白蛋白基因(PVALB)可能是AUD和SCZ共病以及导致酒精所致精神障碍发病的潜在关键基因。结论:MTIG、MT2A和PVALB表达异常可能在AUD和SCZ共病及酒精所致精神障碍的发病过程中起到关键作用,并可能作为上述相关疾病诊断和治疗的潜在分子靶标。

关键词：酒精使用障碍精神分裂症差异表达基因核心基因

基于GEO数据库分析睡眠剥夺影响肝脏代谢的核心基因及关键通路

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浙江中西医结合杂志 2024年第4期34卷 369-373页

作者：许文琳姜硕谭晓婵孙丹红潘旭初王红王聪浙江中医药大学附属第一医院(浙江省中医院)针灸科杭州310006 杭州桐君堂中医门诊部杭州310006

失眠属睡眠障碍范畴,发病率逐年上升,我国成年人失眠发病率约为19.6%^([1])。长期失眠会导致代谢性疾病的发生,如肥胖症、血脂异常、2型糖尿病、高血压等^([2])。研究发现,青少年总睡眠时间减少与超重或肥胖具有显著相关性^([3])。研究... 详细信息

失眠属睡眠障碍范畴,发病率逐年上升,我国成年人失眠发病率约为19.6%^([1])。长期失眠会导致代谢性疾病的发生,如肥胖症、血脂异常、2型糖尿病、高血压等^([2])。研究发现,青少年总睡眠时间减少与超重或肥胖具有显著相关性^([3])。研究显示,睡眠不足可导致包括胰岛素敏感性降低、葡萄糖耐量降低、夜间皮质醇浓度升高、胃生长激素释放激素升高、瘦素水平降低在内的众多内分泌失调性疾病^([4])。肝脏主要参与脂肪、糖、蛋白质等物质代谢,对维持机体代谢至关重要。

关键词：睡眠剥夺肝脏代谢生物信息学核心基因关键通路

基于GEO数据库分析心脏重塑中的焦亡相关核心基因及潜在治疗药物

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医学信息 2024年第5期37卷 12-19页

作者：石春蓉余良主湖北科技学院图书馆湖北科技学院医学部基础医学院

目的从细胞焦亡角度利用生物信息学方法挖掘心脏重塑相关的核心基因，分析其功能，预测可能的治疗药物，为心脏重塑的诊断与治疗提供理论依据。方法从美国国立医学图书馆基因表达数据库GEO中下载心脏重塑相关基因芯片数据集，利用GEO2... 详细信息

目的从细胞焦亡角度利用生物信息学方法挖掘心脏重塑相关的核心基因，分析其功能，预测可能的治疗药物，为心脏重塑的诊断与治疗提供理论依据。方法从美国国立医学图书馆基因表达数据库GEO中下载心脏重塑相关基因芯片数据集，利用GEO2R在线分析工具鉴定心脏重塑相关差异表达基因（DEGs）。在GeneCards数据库收集细胞焦亡相关基因，将细胞焦亡相关基因与上述DEGs的交集基因构建蛋白互作网络，鉴定其中的核心基因。利用Metascape2.0对交集基因进行GO及KEGG功能富集分析。最后利用DGIdb数据库预测潜在药物与上述核心基因的相互作用。结果在GEO数据库筛选出GSE24489数据集，利用GEO2R分析工具鉴定出1767个心脏重塑相关DEGs，与GeneCards数据库中的细胞焦亡相关基因进行交联，得到45个细胞焦亡相关的心脏重塑DEGs。这些DEGs的GO分析生物过程主要富集在防御反应的调节、蛋白裂解的调节、炎症反应等。KEGG通路富集分析显示细胞焦亡相关DEGs主要富集于阿尔茨海默病、癌症通路、丙型肝炎、PI3K-Akt信号途径等。从45个DEGs中鉴定出7个心脏重塑相关核心基因（TLR3、PTGS2、CASP1、CASP8、GSK3β、VEGFA、MKI67）。DGIdb数据库预测潜在药物与核心基因相互作用的结果显示，尼美舒利（Nimesulide）、塞来昔布（Celecoxib）、GSK3β抑制剂Tideglusib等药物可能成为治疗心脏重塑的关键候选药物。结论核心基因PTGS2等在心脏重塑的发生发展中具有重要作用，靶向调节这些核心基因可抑制心脏重塑的发生。

关键词：细胞焦亡心脏重塑核心基因尼美舒利