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基于WGCNA和机器学习筛选帕金森病免疫相关关键基因

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中南大学学报（医学版） 2024年第2期49卷 207-219页

作者：黄一铭王爱民王凤琳徐雅琪张文婧石福艳王素珍山东第二医科大学公共卫生学院卫生统计学教研室山东潍坊261053

目的:在帕金森病的发病过程中,免疫系统的异常激活和炎症反应起着重要作用。然而,目前对于免疫相关关键基因在帕金森病发生和发展中的具体作用和作用机制的了解仍然有限。本研究旨在通过加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expres... 详细信息

目的:在帕金森病的发病过程中,免疫系统的异常激活和炎症反应起着重要作用。然而,目前对于免疫相关关键基因在帕金森病发生和发展中的具体作用和作用机制的了解仍然有限。本研究旨在通过加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)和机器学习筛选帕金森病免疫相关关键基因。方法:从基因表达综合(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库下载基因芯片数据,采用WGCNA筛选出与帕金森病相关的重要基因模块;将重要模块中的基因导出,绘制帕金森病重要相关基因与免疫相关基因的韦恩图,从而筛选出帕金森病免疫相关基因。采用基因本体(gene ontology,GO)分析和京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)深入分析免疫相关基因的功能及参与的信号通路。通过R语言的CIBERSORT包进行免疫细胞浸润分析。采用生物信息学方法和3种机器学习方法[最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归、随机森林(random forest,RF)和支持向量机(support vector machine,SVM)]对筛选出的帕金森病免疫相关基因进行进一步筛选研究,绘制4种方法筛选的差异表达基因的韦恩图,筛选交集基因即中心节点(hub node,hub)基因。通过STRING数据库搜索帕金森病hub基因的下游蛋白质,绘制蛋白质互作网络图。结果:筛选出帕金森病重要模块基因中与免疫相关的基因218个,其中45个为上调基因,50个为下调基因。富集分析结果显示218个基因主要在免疫系统对外来物反应和病毒感染通路富集。免疫浸润分析结果表明,CD4^(+)T细胞、NK细胞、CD8^(+)T细胞、B细胞在帕金森病患者样本中的浸润百分率较高,静息NK细胞、静息CD4^(+)T细胞在帕金森病患者样本中显著浸润。4种方法筛选出的hub基因为ANK1基因。交集基因蛋白质互作网络分析结果显示,ANK1基因翻译表达的11个蛋白质主要参与信号转导、铁稳态调节及免疫系统激活等功能。结论:通过WGCNA和机器学习方法,筛选出帕金森病免疫相关关键基因ANK1,该基因可能成为帕金森病诊断和治疗的候选靶点。

关键词：加权基因共表达网络分析机器学习帕金森病免疫 ANK1基因

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大气污染对抑郁症的影响及其潜在作用机制的研究进展

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环境与职业医学 2024年第4期41卷 457-465页

作者：李靖宇杨文慧徐燕意复旦大学公共卫生学院环境卫生学教研室上海200032

大气污染是威胁人类健康的全球性问题。近年来,越来越多的研究发现,大气污染与抑郁症的发生密切相关。抑郁症是一种严重的神经精神疾病,其发病率逐年攀升,已成为威胁人类健康的隐形杀手。目前,大气污染与抑郁症的相关性研究仍十分有限,... 详细信息

大气污染是威胁人类健康的全球性问题。近年来,越来越多的研究发现,大气污染与抑郁症的发生密切相关。抑郁症是一种严重的神经精神疾病,其发病率逐年攀升,已成为威胁人类健康的隐形杀手。目前,大气污染与抑郁症的相关性研究仍十分有限,大气污染影响抑郁发生的分子机制也尚不明确。本文基于国内外现有的流行病学和毒理学研究,针对大气污染与抑郁症的关系及其可能的生物学机制进行综述,重点阐述了大气污染与抑郁结局指标之间的关系以及大气污染物种类、暴露时间、研究对象的年龄及健康状况等影响抑郁的可能因素,并总结归纳了神经炎症、氧化应激、神经发生、细胞凋亡等机制在空气污染导致抑郁过程中可能发挥的潜在作用,以期为大气污染的防控与抑郁症的预防和治疗提供科学依据。

关键词：大气污染细颗粒物抑郁症分子机制

TRPV1对肝细胞性肝癌生物学行为的影响及可能的机制预测

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中华疾病控制杂志 2024年第6期28卷 691-701页

作者：韦丽铃刘美良李德远杨钰肖苏洋黎婵华吴思黔宋安华曾小云广西医科大学公共卫生学院南宁530021 广西医科大学公共卫生学院儿少卫生与妇幼保健学教研室南宁530021 广西医科大学公共卫生学院流行病学与卫生统计学教研室南宁530021

目的明确瞬时受体电位香草醛亚家族1(transient receptor potential vanilloid 1,TRPV1)在肝细胞性肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)中的表达及与预后的关系,探讨其对HCC细胞生物学行为的影响。方法利用癌症基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)、基因型组织表达(genotype-tissue expression,GTEx)及基因表达综合数据库(gene expression omnibus,GEO)验证TRPV1在HCC中的表达及与预后的关系。通过CCK-8实验、划痕实验、Transwell实验、流式细胞术检测TRPV1对HCC细胞增殖、迁移、侵袭和细胞周期的影响,蛋白质印迹法(western blot,WB)检测细胞周期调节蛋白激酶4(cyclin-dependent kinase 4,CDK4)、细胞周期素依赖激酶6(cyclin-dependent kinase 6,CDK6)的表达,裸鼠皮下成瘤实验检测肿瘤增殖能力。最后,构建TRPV1共表达网络并进行富集分析。结果TCGA、GTEx和GEO数据库中,TRPV1在HCC组织中表达水平均下调(均P<0.001),且与患者总生存时间更短有关(P=0.032),受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线下面积为0.91。过表达TRPV1可抑制HCC细胞增殖、迁移和侵袭能力,阻滞细胞周期进展,CDK4和CDK6蛋白表达水平下降(均P<0.05),敲低TRPV1则相反(均P<0.05)。稳定过表达TRPV1后裸鼠皮下瘤体体积减小(P=0.015),质量减轻(P=0.033),Ki-67蛋白阳性表达水平下调(P=0.010)。TRPV1共表达基因主要参与核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)剪接、细胞周期蛋白结合、细胞增殖等过程。结论TRPV1抑制了HCC细胞的增殖、迁移和侵袭能力,并阻滞细胞周期的进程,在HCC中发挥抑癌作用,为HCC预后分析、治疗提供了新方向。

关键词： TRPV1 肝癌增殖迁移细胞周期

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变系数模型简介及其在医学研究领域中的应用

复旦学报（医学版） 2024年第3期51卷 439-442页

作者：魏可成余勇夫秦国友复旦大学公共卫生学院生物统计学教研室上海200032

简要介绍变系数模型,并以变系数Cox模型为例,通过实际数据分析展示其在医学和公共卫生领域的应用,为相关研究提供方法学参考。实例基于某疾病预防控制中心部分慢病管理数据,拟合变系数Cox模型,探索高血压人群中体重指数(body mass index... 详细信息

简要介绍变系数模型,并以变系数Cox模型为例,通过实际数据分析展示其在医学和公共卫生领域的应用,为相关研究提供方法学参考。实例基于某疾病预防控制中心部分慢病管理数据,拟合变系数Cox模型,探索高血压人群中体重指数(body mass index,BMI)与死亡风险之间的时变关联。结果显示,体重过低(BMI学和公共卫生研究中有很好的应用和推广价值。

关键词： Cox模型高血压体重指数(BMI) 全因死亡时变效应

分位数回归方法简介及其在医学研究领域中的应用

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复旦学报（医学版） 2024年第1期51卷 139-142页

作者：潘璐璐余勇夫秦国友复旦大学公共卫生学院生物统计学教研室上海200032

本文介绍了分位数回归方法的基本理论,并通过实例数据分析展示其在医学和公共卫生领域的应用,为相关研究提供方法学参考。实例基于美国健康和营养调查的横断面数据拟合分位数回归模型,探索睡眠时间和抑郁水平在不同抑郁水平分位数下的... 详细信息

本文介绍了分位数回归方法的基本理论,并通过实例数据分析展示其在医学和公共卫生领域的应用,为相关研究提供方法学参考。实例基于美国健康和营养调查的横断面数据拟合分位数回归模型,探索睡眠时间和抑郁水平在不同抑郁水平分位数下的关联。方法揭示了抑郁程度越高的群体,其抑郁水平受睡眠时间的影响更大。该实例说明了分位数回归方法可以提供暴露和连续型结局之间的全面关联分析,并能识别出对暴露因素更敏感的亚组人群,可为该人群制定针对性的干预提供建议。该方法在医学和公共卫生研究中有很好的应用和推广价值。

关键词：分位数回归抑郁睡眠时间

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非参数回归方法简介及其在医学研究领域中的应用

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复旦学报（医学版） 2024年第2期51卷 280-284页

作者：刘亚航余勇夫秦国友复旦大学公共卫生学院生物统计学教研室上海200032

本文介绍了非参数回归方法的基本理论,并通过实例数据分析展示其在医学和公共卫生领域的应用,为相关研究提供方法学参考。实例基于某疾病预防控制中心部分慢病管理数据,拟合包含限制性立方样条的Cox比例风险模型及双变量响应模型,探索2... 详细信息

本文介绍了非参数回归方法的基本理论,并通过实例数据分析展示其在医学和公共卫生领域的应用,为相关研究提供方法学参考。实例基于某疾病预防控制中心部分慢病管理数据,拟合包含限制性立方样条的Cox比例风险模型及双变量响应模型,探索2型糖尿病人群中血糖均值水平和血糖变异水平对全因死亡的单独和共同作用。结果显示血糖变异水平与全因死亡风险存在非线性关联;在高血糖均值水平下观察到的血糖变异水平与全因死亡的关联比在低血糖均值水平下更强。非参数回归方法可以全面探索连续型暴露因素和结局变量之间复杂的剂量-反应关系,揭示两个连续型暴露因素间的共同作用,可为目标人群制定针对性的干预提供参考依据。该方法在医学和公共卫生研究中有很好的应用和推广价值。

关键词：非参数回归血糖均值血糖变异死亡率

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欧盟老龄化政策在职业健康领域的应用及启示

环境与职业医学 2024年第9期41卷 977-981+987页

作者：余贞珍涂嘉君卢国栋广西医科大学公共卫生学院毒理学教研室复旦大学公共卫生学院职业卫生与毒理学教研室

我国已经迈入中度老龄化阶段。整体人口老龄化的加剧以及劳动年龄人口的老龄化程度持续加重，给中国社会经济发展带来巨大挑战。欧盟各国较早进入老龄化阶段且老龄化程度更深。为缓解劳动力短缺和社会抚养比持续上升的压力，欧盟实施了... 详细信息

我国已经迈入中度老龄化阶段。整体人口老龄化的加剧以及劳动年龄人口的老龄化程度持续加重，给中国社会经济发展带来巨大挑战。欧盟各国较早进入老龄化阶段且老龄化程度更深。为缓解劳动力短缺和社会抚养比持续上升的压力，欧盟实施了一系列应对政策和措施，包括提高退休年龄，强调弹性退休，促进工作灵活性，增加老年劳动者福利，打造老年友好环境，关注职业健康，加强知识和技能培训，以及推动数字化技术在工作场所的应用等。这些措施旨在避免老年劳动者过早退出职场，帮助他们更好地平衡工作和生活，提升职业健康和工作能力，提高企业整体效益。本综述将从老年劳动者的职业健康和职业能力发展角度，探讨欧盟各国在处理职业人群老龄化方面的经验，以提出合理化建议，帮助我国在稳妥有序推进渐进式延迟法定退休年龄的政策时，能更好地适应劳动力老龄化的挑战，提高整体劳动力的工作效率和劳动力市场的稳定性，激发高学历、高能力的中老年劳动者的人才红利，促进社会经济持续向好发展。

关键词：老龄化职业健康政策欧盟老年人力资源

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大气颗粒物暴露对肠道细菌丰度调节研究进展

环境与职业医学 2024年第4期41卷 451-456页

作者：王耀晗黄楠楠李彬陈汉清李晓波陈瑞首都医科大学公共卫生学院北京100069

大气颗粒物是我国主要的大气污染物,由于其分布广泛、治理困难一直受到广泛关注。大气颗粒物主要通过呼吸道暴露进入机体,引发多种健康问题。近年来研究表明,大气颗粒物暴露与消化系统疾病的发生发展紧密相关,其可以通过呼吸道间接或者... 详细信息

大气颗粒物是我国主要的大气污染物,由于其分布广泛、治理困难一直受到广泛关注。大气颗粒物主要通过呼吸道暴露进入机体,引发多种健康问题。近年来研究表明,大气颗粒物暴露与消化系统疾病的发生发展紧密相关,其可以通过呼吸道间接或者通过消化道直接进入人体。肠道菌群是定位于肠道上皮黏膜及肠腔的微生物群,数量庞大,功能丰富,其稳态对个体的肠道健康甚至是机体健康都起着重要的作用。肠道菌群可能介导环境因素诱导的健康效应,因此现有越来越多的研究关注大气颗粒物对肠道菌群的影响。因此,本综述检索并整理了多种大气颗粒物暴露对肠道菌群稳态的影响,以厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、放线菌门及疣微菌门这五大菌门为主,讨论了它们的主要功能及大气颗粒物对其稳态和丰度的影响。

关键词：颗粒物肠道菌群厚壁菌门拟杆菌门变形菌门放线菌门疣微菌门

基于代谢组学和蛋白组学研究砷暴露对肥胖孕鼠肝脏代谢分子网络的影响

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色谱 2024年

作者：蔡丽静王妍谭峻峰周海霞梁诗佳吴衍张洁厦门大学公共卫生学院福建医科大学公共卫生学院

砷是普遍存在的环境毒物,可能影响生物体的正常生理过程。尽管已有研究探讨了砷对健康的影响,但砷暴露对肥胖孕妇肝脏代谢的影响及其作用机制尚不明确。本研究旨在通过高脂饮食诱导肥胖孕鼠模型,并采用灌胃方式模拟孕期砷暴露,以探究其... 详细信息

砷是普遍存在的环境毒物,可能影响生物体的正常生理过程。尽管已有研究探讨了砷对健康的影响,但砷暴露对肥胖孕妇肝脏代谢的影响及其作用机制尚不明确。本研究旨在通过高脂饮食诱导肥胖孕鼠模型,并采用灌胃方式模拟孕期砷暴露,以探究其对肝脏代谢的影响。孕鼠砷暴露后,我们利用代谢组学和蛋白组学技术,结合病理生化分析,对肝脏组织进行了深入研究。结果显示,砷暴露显著增加了肥胖孕鼠肝脏中的脂质累积,并伴随着炎症因子和氧化应激标志物的升高。代谢组学分析揭示了砷暴露对脂质代谢通路,特别是花生四烯酸代谢的显著影响。此外,蛋白组学分析确认了与脂质合成、氧化应激和炎症反应相关的蛋白质表达水平发生了变化。这些结果表明,砷暴露可能通过多种代谢途径和蛋白质调节通路,对肥胖孕鼠肝脏的脂质代谢产生显著影响。本研究不仅为理解砷暴露与肥胖及相关代谢性疾病之间的关系提供了新的科学视角,也为环境健康风险评估和公共卫生政策的制定提供了重要参考。

关键词：砷肥胖孕鼠肝脏代谢组学蛋白组学