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基于数据挖掘及网络药理学探讨中药灌肠治疗慢性肾疾病的核心中药及机制

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西安交通大学学报（医学版） 2022年第2期43卷 286-296页

作者：崔移明彭贵军胡心贺林玉吴玉河南中医药大学第一临床医学院河南郑州450000 河南中医药大学第一附属医院肾病科河南郑州450000

目的基于数据挖掘及网络药理学,分析和挖掘中国知网(CNKI)平台期刊刊发的中药灌肠治疗慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)有效中药处方的用药规律,寻找高频核心中药,预测核心中药的潜在靶点,以探讨核心中药治疗CKD的作用机制。方法... 详细信息

目的基于数据挖掘及网络药理学,分析和挖掘中国知网(CNKI)平台期刊刊发的中药灌肠治疗慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)有效中药处方的用药规律,寻找高频核心中药,预测核心中药的潜在靶点,以探讨核心中药治疗CKD的作用机制。方法以CNKI为数据来源,检索中药灌肠治疗CKD的中医临床文献,采用SPSS Modeler 18.0统计软件,进行统计处理和关联规则分析,采用IBM SPSS Statistics 21统计软件进行聚类分析,应用BATMAN-TCM及TCMSP检索药物的有效成分及靶点,通过Genecards、OMIN、Drugbank、DisGenet、TTD、PharmGkb数据库检索疾病相关靶点,利用Venny平台筛选疾病、药物交集靶点,利用STRING数据库获取相关文件,利用Cytoscape 3.8.2软件进行可视化分析,使用Metascape数据库进行富集分析,使用微生信网站绘制气泡图,利用AutoDockTools-1.5.6软件进行分子对接预测。结果筛选有效率≥85%的中药灌肠方,共筛选出有效处方276首,涉及120味中药,19味中药频次≥10,得到18个核心药物组合,聚类分析可分成4类。可视化网络分析示“大黄、蒲公英、牡蛎、丹参、附子”关联度较高,位居核心地位,对5种核心药物的潜在靶点进行预测,得到“药物-疾病”交集靶点659个,核心靶点173个,其中“MAPK1、AKT1、STAT3”等为关键靶点,“Progesterone、neocryptotanshinone ii、Emodin”等为核心药物治疗本病的关键成分,预测其可能作用于PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路、Jak-STAT信号通路等发挥作用。分子对接表明关键成分与关键靶点结合活性较好。结论基于数据挖掘及网络药理学,中药灌肠治疗CKD主要以大黄为主药,辅助温阳化瘀泄浊类药物,其核心药物的关键成分可通过调控PIK3R1等关键靶点,作用于PI3K-Akt等信号通路发挥作用;本研究为中药灌肠治疗CKD提供新思路及为临床组方用药提供用药策略,为后续进一步研究提供基础。

关键词：慢性肾脏病网络药理学 GO KEGG 中药灌肠分子对接

基于高密度遗传图谱的蓖麻种子大小性状QTL定位

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作物学报 2023年第3期49卷 719-730页

作者：杨俊芳王宙乔麟轶王亚赵宜婷张宏斌申登高王宏伟曹越山西农业大学经济作物研究所山西太原030031 山西农业大学农学院山西太原030031 山西农业大学社会服务部山西太原030031

蓖麻种子大小直接影响产量,不同的蓖麻材料间种子大小差异较大,深入研究蓖麻种子大小性状的遗传机制对蓖麻种子产业的发展具有重要意义。本研究以蓖麻两性自交系SL1为父本,雌性系HCH1为母本1(组合1)、雌性系HCH3为母本2(组合2),分别构... 详细信息

蓖麻种子大小直接影响产量,不同的蓖麻材料间种子大小差异较大,深入研究蓖麻种子大小性状的遗传机制对蓖麻种子产业的发展具有重要意义。本研究以蓖麻两性自交系SL1为父本,雌性系HCH1为母本1(组合1)、雌性系HCH3为母本2(组合2),分别构建F2、BC1群体。首先,分析2组遗传群体种子大小性状间的相关性。其次,利用全基因组测序技术(whole genome sequencing,WGS)对组合1的F2群体中的150个单株进行测序分析,构建高密度遗传图谱并结合种子大小性状表型数据进行数量性状座位(quantitative trait locus,QTL)定位分析。最后,对QTL区间包含的基因进行BLAST同源比对和KEGG通路富集分析确定候选基因。结果表明,不同组合群体的种子大小各性状间的相关性有差异,种子的长度和宽度相关性最显著。共检测到种子大小性状相关QTL位点18个,其中种子长度2个QTLs、种子宽度5个QTL、种子厚度4个QTL、百粒重7个QTL,分别分布在连锁群1、4、7、8、9、10上,LOD值介于3.77~7.40,变异贡献率介于0.71%~86.20%。基于这些分析,筛选到6个调控蓖麻种子大小的候选基因28470.m000435、29908.m006143、29848.m004589、27752.m000045、29683.m000480和29848.m004611。本研究为蓖麻种子大小相关基因的精细定位和克隆、分子标记辅助育种及基因功能的深入研究奠定了一定的理论基础。

关键词：蓖麻高密度遗传图谱种子大小 QTL定位 KEGG 候选基因

基于KEGG的碳固定和氮代谢通路土壤微生物组筛选

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农业机械学报 2020年第8期51卷 303-310页

作者：王小利王淑兰西北农林科技大学农学院陕西杨凌712100

利用宏基因组测序技术,以KEGG数据库的碳固定、氮代谢途径为工具,以陕西渭北旱塬小麦连作粮田长期定位3种施肥方式的土壤为研究对象,对影响该地区农田生态系统中碳固定和氮代谢通路的主要微生物物种及功能基因进行分析。结果表明:3个施... 详细信息

利用宏基因组测序技术,以KEGG数据库的碳固定、氮代谢途径为工具,以陕西渭北旱塬小麦连作粮田长期定位3种施肥方式的土壤为研究对象,对影响该地区农田生态系统中碳固定和氮代谢通路的主要微生物物种及功能基因进行分析。结果表明:3个施肥水平下土壤微生物在KEGG数据库代谢通路的基因PcoA分析显示,常规施肥土壤功能基因丰度与平衡施肥处理的关系密切,而与低量施肥处理关系较远。施肥明显改变了碳固定、氮代谢的功能基因丰度,常规施肥和平衡施肥的主要功能基因相对丰度均大于低量施肥;在碳固定途径中常规施肥主要功能基因相对丰度大于平衡施肥,在氮代谢途径中平衡施肥主要功能基因相对丰度大于常规施肥。Sorangium、Spiribacter、Lentzea、Rhodovibrio、Pseudomonas、Flavihumibacter、Streptomyces、Nitrososphaera、Rubrobacter、Dyadobacter、Novosphingobium、Pedosphaera、Thermogemmatispora为该地区小麦连作土壤碳固定途径标记性微生物种群;E4.***.1.2A.fumA.fumB、E2.***.1.***.atoB、mdh、ACSS.acs、korB.oorB.oforB、pps.ppsA、ppdK、sdhA.frdA、K18594、K18604、E4.***.1.2B.fumC、folD、ppc、accA为施肥水平产生明显响应的碳固定功能基因。Sphingopyxis、Alcanivorax、Nitrosospira、Aeromicrobium、Roseiflexus、Devosia、Altererythrobacter为该地区小麦连作土壤氮代谢的主要物种;nirB、nasA、nasB、nrt.***.nrtP.nasA、GDH2为施肥水平产生明显响应的氮代谢主要功能基因。平衡施肥更有益于节肥减排和土壤的可持续利用,是适合该地区小麦连作粮田的施肥方式。

关键词：土壤微生物施肥 KEGG 碳固定途径氮代谢途径

CDH1受幽门螺杆菌感染调控及其在胃癌组织中表达分析

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安徽医科大学学报 2022年第3期57卷 412-417页

作者：陈定宇何小凤程薇全欣莹张瑜赵艳王琴容周建奖谢渊贵州医科大学地方病与少数民族性疾病教育部重点实验室贵阳550004 贵州医科大学分子生物学重点实验室贵阳550004

目的探究幽门螺杆菌(Hp)对E-钙黏蛋白(CDH1)表达的影响及CDH1在胃癌(GC)组织中的表达情况,为进一步探索CDH1在Hp引起胃癌中的作用提供理论基础。方法用Hp灌胃蒙古沙鼠,3、12、24个月后分别取其胃组织,进行免疫组化染色检测CDH1的表达;H... 详细信息

目的探究幽门螺杆菌(Hp)对E-钙黏蛋白(CDH1)表达的影响及CDH1在胃癌(GC)组织中的表达情况,为进一步探索CDH1在Hp引起胃癌中的作用提供理论基础。方法用Hp灌胃蒙古沙鼠,3、12、24个月后分别取其胃组织,进行免疫组化染色检测CDH1的表达;Hp感染胃上皮细胞AGS,24 h后收集样本,Western blot检测各组CDH1的表达。通过TCGA和Kaplan-Meier Plotter数据库比较胃癌组织和癌旁组织中CDH1的表达差异及CDH1与胃癌的预后分析;通过R语言对CDH1基因进行KEGG富集分析;另收集胃癌组织和癌旁组织标本各10例,免疫组化染色检测CDH1的表达。结果Hp灌胃蒙古沙鼠胃组织免疫组化染色结果显示,Hp感染3、12、24个月胃组织CDH1阳性率分别为13.70%、13.20%、22.90%,对照组阳性率分别为0.04%、4.50%、4.77%,差异有统计学意义(PKEGG富集显示CDH1表达与胃癌、甲状腺癌、膀胱癌、子宫内膜癌、黑色素瘤等肿瘤相关,功能显著富集到细菌侵袭上皮细胞和黏附连接,通路显著富集到Apelin信号通路、Hippo信号通路和Rap1信号通路等;CDH1阳性率在人胃癌组织为76.27%,高于癌旁组织45.68%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论Hp感染引起CDH1表达水平升高,可能是Hp引起胃癌的原因之一。

关键词： E-钙黏蛋白幽门螺杆菌 TCGA Kaplan-Meier Plotter KEGG 胃癌

FunHoP:Enhanced Visualization and Analysis of Functionally Homologous Proteins in Complex Metabolic Networks

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Genomics, Proteomics & Bioinformatics 2021年第5期19卷 848-859页

作者： Kjersti Rise May-Britt Tessem Finn Drablos Morten B.Rye Department of Clinical and Molecular Medicine NTNU-Norwegian University of Science and TechnologyTrondheim NO-7491Norway Department of Circulation and Medical Imaging NTNU-Norwegian University of Science and TechnologyTrondheim NO-7491Norway Clinic of Surgery St.Olavs HospitalTrondheim University HospitalTrondheim NO-7491Norway

Cytoscape is often used for visualization and analysis of metabolic pathways.For example,based on KEGG data,a reader for KEGG Markup Language(KGML)is used to load files into Cytoscape.However,although multiple genes can be responsible for the same reaction,the KGMLreader KEGGScape only presents the first listed gene in a network node for a given reaction.This can lead to incorrect interpretations of the pathways.Our new method,FunHoP,shows all possible genes in each node,making the pathways more complete.FunHoP collapses all genes in a node into one measurement using read counts from RNA-seq.Assuming that activity for an enzymatic reaction mainly depends upon the gene with the highest number of reads,and weighting the reads on gene length and ratio,a new expression value is calculated for the node as a whole.Differential expression at node level is then applied to the networks.Using prostate cancer as model,we integrate RNA-seq data from two patient cohorts with metabolism data from literature.Here we show that FunHoP gives more consistent pathways that are easier to interpret biologically.Code and documentation for running FunHoP can be found at https://***/kjerstirise/FunHoP.

关键词： Homologous proteins Metabolic network Pathway visualization and analysis RNA-seq KEGG Cytoscape

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白皮和江屯青皮佛手瓜嫩梢的代谢组比较分析

广东农业科学 2023年第2期50卷 42-48页

作者：史绍琪陈金甜林毓娥谢国源黄美华王敏广东省农业科学院蔬菜研究所/广东省蔬菜新技术研究重点实验室广东广州510640 广宁县江屯镇农业技术推广中心广东广宁526334 广宁县农业农村局广东广宁526300 肇庆市农业科学研究所广东肇庆526000

【目的】挖掘影响龙须菜品质和口感的代谢物质,对白皮和江屯青皮两种佛手瓜嫩梢进行代谢组分析。【方法】采用超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)技术,对白皮和江屯青皮两种佛手瓜嫩梢进行代谢组学检测,采用MetaboAnalyst 5.0、SIMCA-P... 详细信息

【目的】挖掘影响龙须菜品质和口感的代谢物质,对白皮和江屯青皮两种佛手瓜嫩梢进行代谢组分析。【方法】采用超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)技术,对白皮和江屯青皮两种佛手瓜嫩梢进行代谢组学检测,采用MetaboAnalyst 5.0、SIMCA-P和Origin等软件对代谢组数据进行分析。【结果】两种佛手瓜嫩梢间共筛选到135种差异代谢物,其中下调代谢物82个、上调53个;差异代谢物聚类法分析显示,芥子醛在白皮佛手瓜嫩梢中含量高,其次为松柏醇;在江屯青皮佛手瓜嫩梢中,检测差异代谢物溶血磷脂酰乙醇胺最高,其次为溶血磷脂酰胆碱;KEGG结果显示差异代谢物显著富集于5条代谢途径,分别为嘌呤代谢、亚油酸新陈代谢、类黄酮生物合成、次生代谢产物合成及α-亚麻酸代谢途径。【结论】江屯青皮佛手瓜嫩梢中的脂质、黄酮类、生物碱以及核苷酸类等物质含量高,特别是溶血磷脂酰乙醇胺、日当药黄素、腺嘌呤核苷三磷酸和阿魏酰亚精胺等。研究结果为解析江屯青皮龙须菜代谢组学的营养和药用选育价值及优质品种提供理论基础。

关键词：佛手瓜代谢组比较差异代谢物 KEGG 育种

日本落叶松木质部发育相关基因筛选及其共表达网络构建

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林业科学 2021年第1期57卷 40-52页

作者：李慧代新仁周再知李全梓中国林业科学研究院林木遗传育种国家重点实验室北京100091 中国林业科学研究院热带林业研究所广州510520

【目的】鉴定日本落叶松木质部发育相关基因,构建核心基因与木质部发育相关基因的共表达网络,为后期开展日本落叶松木材形成相关研究提供参考。【方法】对日本落叶松木质部、韧皮部和针叶3个组织进行二代和三代转录组测序,利用R软件的DE... 详细信息

【目的】鉴定日本落叶松木质部发育相关基因,构建核心基因与木质部发育相关基因的共表达网络,为后期开展日本落叶松木材形成相关研究提供参考。【方法】对日本落叶松木质部、韧皮部和针叶3个组织进行二代和三代转录组测序,利用R软件的DEseq2包筛选木质部相对韧皮部和木质部相对针叶的差异表达基因,通过整合2组差异基因获得木质部特异表达基因,借助GO、KEGG及BLASTN等生物信息学分析手段探索基因功能,利用WGCNA分析构建木质部特异表达基因共表达网络。【结果】共获得2596个木质部特异的高表达和低表达基因;GO分析结果显示这些基因在代谢过程、细胞过程、定位膜、细胞、细胞组件、催化活性、位点结合和转运活性等分类中显著富集;KEGG分析结果显示这些基因在淀粉和蔗糖代谢、类黄酮生物合成和代谢途径通路中显著富集,在苯丙烷代谢途径及淀粉和蔗糖代谢途径中分别富集到38个和196个基因;鉴定出木材形成相关基因,包括木质素合成相关基因PAL4、CCR1、C4H、HCT、COMT1、PER12、PER52、CYP98A3、LAC12和LAC17等,纤维素和半纤维素合成相关基因DEC、CEL1、Csl、CTL2和SPS3等;2596个木质部特异的高表达和低表达基因经WGCNA分析后筛选出与木质部发育相关基因关联度较高的17个核心基因。【结论】筛选的日本落叶松木质部发育相关基因参与半乳甘露聚糖合成、木葡聚糖合成、纤维素微纤丝形成、细胞壁纤维素合成、次生细胞壁形成过程、纤维伸长过程、调控合成木质素的碳代谢流、木质素生物合成及降解、木质素单体聚合、木质素单体甲基化和细胞程序化死亡等木材形成相关生物学过程;在共表达网络中筛选出的17个核心基因可作为今后研究的重点来探索其在木材形成过程中的具体功能。

关键词：日本落叶松木质部差异表达基因 GO KEGG 核心基因

人参栽培对土壤原核微生物群落结构及其功能的影响

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吉林农业大学学报 2023年第3期45卷 298-306页

作者：张伟王威王丽郭冰珠潘静崔俊涛吉林农业大学资源与环境学院长春130118 长春职业技术学院长春130033 长春市朝阳区农业技术推广总站长春130012

针对人参连作障碍问题,以长白山区未开垦的森林土壤、林地栽培人参2年土壤和休闲2年的老参地土壤为供试材料,采用高通量测序方法,对3种土壤微生物群落结构及其功能差异进行研究,以期为人参连作障碍的理论和实践研究提供数据参考。共获... 详细信息

针对人参连作障碍问题,以长白山区未开垦的森林土壤、林地栽培人参2年土壤和休闲2年的老参地土壤为供试材料,采用高通量测序方法,对3种土壤微生物群落结构及其功能差异进行研究,以期为人参连作障碍的理论和实践研究提供数据参考。共获得24门、54纲、107目、199科、297属和374种原核微生物。结果表明:森林土壤开发成人参栽培土壤后,其原核微生物物种组成被改变,土壤微生物的Alpha多样性表现出增加的趋势,共18个土著原核微生物种随着人参栽培年限的延长,相对丰度不断降低;同时有19个外来原核微生物种随着人参栽培年限的延长,相对丰度不断升高。人参栽培改变了森林土壤原核微生物群落结构、能量代谢和物质代谢途径,群落能级表现出降低的趋势,物质代谢从碳水化合物代谢向脂类代谢和氨基酸代谢类型转变,进而改变了土壤的功能。提出土壤DNA提取和混样方法,即分别提取土壤样本DNA,再混合DNA进行样本混合。研究土壤微生物的群落结构不仅要关注相对丰度较高的种群,同时还要兼顾相对丰度较低种群的动态。

关键词：人参连作障碍原核微生物群落结构 KEGG 高通量测序法

基于高通量测序技术筛选肺腺癌相关基因TRIM9及其与临床指标相关...

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作者：李晓晗新疆医科大学

学位级别：硕士

目的:讨论TRIM9基因在肺腺癌中的表达水平及其与临床病理因素的关联性研究。方法:选取新疆医科大学第三临床医学院2020年1月至2020年12月期间确诊的肺腺癌患者及同时期就诊我院体检的健康者外周血各4例。(1)应用Illumina高通量测序(RNA-... 详细信息

目的:讨论TRIM9基因在肺腺癌中的表达水平及其与临床病理因素的关联性研究。方法:选取新疆医科大学第三临床医学院2020年1月至2020年12月期间确诊的肺腺癌患者及同时期就诊我院体检的健康者外周血各4例。(1)应用Illumina高通量测序(RNA-Seq)技术对收集的标本进行总m RNA提取及质检,同时将质控后的数据与参考基因组序列对比,采用皮尔森相关性检验评估样本一致性,以|log2FC|≥1,P≤0.05作为筛选标准进行差异基因m RNA表达谱分析,并应用基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库分析差异基因相关的富集及信号通路。(2)筛选出与肺腺癌最为密切相关的TRIM9,并通过q RTPCR对TRIM9在不同肺腺癌细胞系及人肺动脉平滑肌细胞中的表达进行验证,同时另收集肺腺癌及健康体检者外周血各15例,验证其TRIM9的表达水平,分析TRIM9表达量与临床因素之间的相关性。结果:(1)肺腺癌对比健康体检者中共623个差异表达的基因(Differentially expressed genes,DEGs),其中318个为上调差异基因,305个为下调差异基因;显著上调的基因有OLAH、AC090587.2、TRIM9等;显著下调的基因有AC090772.1、DSC1、BHLHA15等。GO数据库结果显示肺腺癌中DEGs在多种不同的功能领域中表达,功能富集排名前五主要集中在生物学途径中的线粒体ATP合成偶联电子传递、核小体、呼吸链NADH脱氢酶活性等功能中。KEGG分析显示DEGs主要参与系统性红斑狼疮、氧化磷酸化、帕金森症等多种通路。(2)细胞水平结果表明:与人肺动脉平滑肌细胞相比,TRIM9在肺腺癌细胞系中表达有差异,且在A549细胞中表达水平最高;组织水平结果显示:TRIM9相对表达水平在肺腺癌组较健康对照组表达增高(P≤0.05),且在肺腺癌组中,TRIM9表达水平与癌胚抗原(CEA)水平呈负相关(P>0.05),与患者的年龄、性别、吸烟指数、肿瘤分期无明显相关性(P>0.05)。结论:(1)在肺腺癌患者筛选出差异基因表达谱,其中OLAH、AC090587.2、TRIM9、AC090772.1、DSC1等基因可能涉及了肺腺癌的发生与发展;(2)GO、KEGG分析显示差异基因可能参与了核小体、氧化磷酸化等过程,涉及到系统性红斑狼疮、氧化磷酸化等相关通路;(3)TRIM9在A549细胞中表达水平最高,且在肺腺癌患者外周血中表达水平较健康对照组明显增高呈正相关,同时其高表达与肺腺癌组患者外周血清肿瘤标志物指标中CEA呈负相关,因此我们认为TRIM9可能参与了肺腺癌的发生与发展。

关键词：肺腺癌 TRIM9 GO数据库 KEGG 肿瘤标志物