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牙髓和牙周韧带间充质干细胞成骨能力差异分析研究
编辑人员丨4天前
目的 探究牙髓间充质干细胞(dental pulp stem cells,DPSCs)和牙周韧带间充质干细胞(periodontal ligament stem cells,PDLSCs)在成骨能力上的差异机制.方法 培养人牙髓干细胞和牙周干细胞(分为DPSCs组和PDLSCs组),比较两种干细胞诱导成骨分化能力的差异,通过实时荧光定量PCR检测成骨分化过程中关键转录因子的转录表达差异.同时,从GEO官网下载牙组织单细胞测序数据(GSE161267_RAW),通过比较干细胞亚群占比差异、调控成骨分化基因表达差异及生物学功能富集等揭示两种组织干细胞成骨分化功能差异的原因.结果 成骨诱导分化结果显示,DPSCs组茜素红着色较PDLSCs组更深,运用RT-PCR检测成骨分化关键转录因子骨钙素(osteocalcin,OC)、Runt相关转录因子 2(runt-related transcription factor 2,RunX2)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、破骨细胞抑制因子(osteoprotegerin,OPG)和骨形态发生蛋白-2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2).结果 显示,与PDLSCs组相比,DPSCs组Osteocalin、ALP、RunX2、OPG和BMP-2 基因转录水平显著升高(??P<0.01,?P<0.05).单细胞测序数据分析结果显示,牙周和牙髓组织中干细胞构成比例不同,其中牙周组织中MSC2 和MSC3 亚群占比多,牙髓组织中MSC1 亚群占比多;MSC1 中调控成骨分化基因表达显著高于MSC2 和MSC3.差异基因生物学功能富集结果显示,MSC1 亚群主要表现为成骨分化及参与成骨分化的信号通路.结论 DPSCs较PDLSCs有更高的成骨分化功能,是由于DPSCs中成骨分化功能强大的细胞亚群含量高于PDLSCs.
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编辑人员丨4天前
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基于生物信息学筛选唐氏综合征胎儿脑病变相关基因及信号通路
编辑人员丨4天前
目的:基于生物信息学分析,筛选唐氏综合征(DS)胎儿脑病变相关基因及信号通路,探究其在DS神经病变发生发展中的潜在作用机制。方法:回顾性研究。2021年12月从基因表达数据库下载数据集GSE59630,利用R软件筛选DS和正常胎儿脑组织之间的差异表达基因(DEGs),并对其进行基因本体(GO)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析和基因集富集分析(GSEA)。利用基因相互作用检索工具在线数据库和Cytoscape软件构建蛋白互作(PPI)网络,确定核心模块及核心基因。采用实时定量聚合酶链反应在3对22~33周龄DS和正常胎儿脑组织中验证神经退行性变相关核心基因的表达变化。结果:从DS和正常胎儿脑组织中共筛选出225个DEGs,其中18个为上调基因,207个为下调基因。GO功能富集分析显示DEGs主要富集在神经发生、神经元凋亡、转录调控、线粒体能量代谢等过程,KEGG通路富集分析显示DEGs与多种神经退行性疾病有关,GSEA提示细胞凋亡、炎症反应在DS神经病变发生中发挥重要作用。根据PPI网络筛选出10个核心基因,主要与组蛋白乙酰化和转录调控相关。经组织验证,其中 RAB8A、TBP、TAF6表达变化趋势与芯片数据相一致。 结论:通过胎儿脑组织转录组学分析筛选出的核心基因及关键信号通路,有助于全面了解DS神经病变发生的分子机制,为探索DS神经发育异常和智力低下的临床诊断及治疗靶点提供了新的方向。
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编辑人员丨4天前
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基于基因芯片公共数据库及生物信息学方法筛选类风湿关节炎滑膜组织关键基因及通路
编辑人员丨4天前
目的:通过生物信息学的方法分析健康者和RA患者滑膜组织的差异基因,从转录组学水平上探讨RA可能的发病机制及潜在治疗作用靶点。方法:从美国国家生物技术信息中心(NCBI)的子数据库基因芯片公共数据库(GEO)下载符合筛选标准的健康人群和RA患者的芯片信息,利用R语言及相关软件包进行分析获得差异表达基因、GO富集分析和KEGG信号通路富集分析结果。利用STRING、Cytoscape等工具探讨差异基因的蛋白交互作用网络和生物学通路,分析关键基因与通路,寻找潜在作用靶点。结果:①与健康者滑膜相比,RA患者的滑膜有231个差异基因,其中表达上调的基因126个,表达下调的基因105个。② GO富集分析表明上调基因主要参与了免疫应答的正向调节、细胞因子的产生、细胞表面组成、信号受体活动等生物学过程,下调基因主要参与了细胞增殖的负调控、细胞外基质组成、转录调控区域DNA结合等生物学过程。③ KEGG上调基因信号通路富集分析主要是细胞因子受体相互作用通路,下调基因富集通路主要是癌症转录失调等。④通过STRING建立蛋白交互作用网络,使用Cytoscape的MCODE插件筛选出3个显著模块,选取各模块中的基因进行通路富集分析,3个模块基因主要富集在趋化因子受体通路、磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激B(PI3K/Akt)通路等。结论:RA患者滑膜差异基因表达主要集中在细胞因子与受体间的相互作用信号通路、趋化因子信号通路、PI3K-Akt信号通路等方面,其中PI3K-Akt信号通路在RA的发生发展中发挥了重要作用,有望成为诊断和治疗的重要靶点。
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编辑人员丨4天前
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长期农药暴露的毒性作用及关键基因发掘
编辑人员丨4天前
目的:运用生物信息学方法挖掘农药慢性暴露诱导的差异表达基因(DEGs)及其富集的信号通路,探索其潜在致病机制和关键基因。方法:于2021年7月,从基因表达综合数据库(GEO)中下载与农药毒效应相关的高通量基因表达谱数据,样本来源为长期接触农药的美洲男性农场工人和其他行业工人,获取DEGs;利用R软件clusterProfiler包对所选择的DEGs进行GO、KEGG及基因集富集分析(GSEA);采用STRING、Cytoscape等工具对其进行蛋白质相互作用网络的构建及可视化分析;借助MCODE及Cytohubba等分析得到基因功能模块,从而筛选出核心基因。结果:共筛选出GSE30335数据集的DEGs 189个,其中上调基因101个,下调基因88个。GO、KEGG及GSEA结果显示,DEGs主要富集于神经元投射发育调控、运动调节、核糖体蛋白合成等生物学功能及以帕金森病为代表的复杂神经系统疾病相关的通路上。综合筛选发现,KLF1为农药暴露的核心基因,其差异表达倍数为0.456( t=-3.82, P=0.021)。 结论:长期农药暴露可造成接触人群多个基因的差异表达,可能通过下调KLF1并经由其介导的一系列生物学途径参与神经系统的病理学改变。
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编辑人员丨4天前
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APE1的DNA修复作用在早发性卵巢功能不全的遗传学病因中的研究
编辑人员丨4天前
近年来许多研究提示DNA损伤与卵巢储备功能下降和早发性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency,POI)密切相关。影响DNA损伤修复的基因众多,关键修复基因及其转录蛋白的异常或可导致POI的发生。目前已有越来越多可诱发POI的DNA损伤修复相关基因突变被发现,其中,人脱嘌呤/脱嘧啶核酸内切酶1(Apurinic/Apyrimidinic endonuclease 1,APE1/APEX1),也称氧化还原因子1(Redox factor-1,Ref-1),是一种由 APEX1基因转录的DNA损伤修复途径中的关键酶,并同时具有氧化应激、转录因子调控等多功能酶活性,因其与肿瘤发生、发展及预后的密切关系成为近年来的研究热点。尽管已有研究报道,部分 APEX1基因突变会影响细胞周期甚至配子发育,但其与POI发生的直接联系仍未得到证明。本文综述了DNA损伤修复、卵巢功能及 APE1基因的关系,为POI的病因学解析及治疗提供新的思考方向。
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编辑人员丨4天前
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甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1对肝癌细胞增殖和迁移的作用及机制研究
编辑人员丨4天前
目的:探究甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1(MASP1)对肝癌细胞生物学行为的影响及可能分子机制。方法:选取2022年1月10日至10月25日在南通大学附属医院行肝癌切除手术患者的20对新鲜肝癌组织和癌旁(距癌组织3 cm)正常组织标本并分析MASP1的表达情况。收集2012年3月1日至2017年5月20日南通大学附属医院病理科组织标本库中67例肝癌患者的癌组织及对应的癌旁(距癌组织3 cm)正常组织,分析MASP1的表达水平与肝癌患者临床资料的相关性。培养人肝癌细胞系SK-Hep1、Hep3B并构建 MASP1过表达和 MASP1敲减细胞株,设立SK-Hep1阴性对照、SK-Hep1 MASP1过表达组与Hep3B阴性对照和Hep3B MASP1敲减组。通过裸鼠皮下移植瘤实验分析MASP1对肝癌细胞增殖的影响。通过蛋白质印迹法检测MASP1对上皮-间质转化相关蛋白质[神经钙黏素、基质金属蛋白酶9(MMP9)、上皮钙黏素]表达的影响,以及MASP1对磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路相关蛋白质的表达及其磷酸化水平的影响。统计学方法采用独立样本 t检验、配对 t检验和卡方检验。 结果:20对新鲜组织标本的免疫组织化学染色结果显示,MASP1在肝癌组织中的表达低于癌旁正常组织(3.73±1.03比6.76±1.46),差异有统计学意义( t=16.97, P<0.001)。67例肝癌患者的临床资料与MASP1的表达水平相关性分析显示,MASP1的表达水平与肿瘤有无侵犯血管有关,差异有统计学意义( χ2=5.20, P=0.023)。裸鼠皮下移植瘤实验显示,SK-Hep1 MASP1过表达组小鼠的皮下肿瘤比SK-Hep1阴性对照组体积更小、重量更轻[(165.42±149.08) mm 3比(260.42±179.78) mm 3、(0.13±0.12) g比(0.18±0.12) g],差异均有统计学意义( t=5.15、3.89,均 P<0.05)。蛋白质印迹法显示,SK-Hep1 MASP1过表达组神经钙黏素和MMP9表达低于SK-Hep1阴性对照组,上皮钙黏素表达高于SK-Hep1阴性对照组(0.73±0.01比1.02±0.02、0.40±0.01比0.69±0.01、0.91±0.02比0.78±0.02),差异均有统计学意义( t=24.23、36.87、9.27,均 P<0.001)。Hep3B MASP1敲减组神经钙黏素和MMP9表达高于Hep3B阴性对照组,上皮钙黏素表达低于Hep3B阴性对照组(1.04±0.01比0.31±0.01、0.54±0.02比0.04±0.01、0.56±0.01比0.93±0.01),差异均有统计学意义( t=163.20、53.16、60.74,均 P<0.001)。SK-Hep1 MASP1过表达组的磷酸化PI3K、磷酸化Akt、磷酸化mTOR的表达低于SK-Hep1阴性对照组(0.59±0.01比1.02±0.01、0.64±0.01比1.12±0.02、0.10±0.01比1.05±0.02),Hep3B MASP1敲减组的磷酸化PI3K、磷酸化Akt、磷酸化mTOR的表达高于Hep3B阴性对照组(0.96±0.01比0.55±0.01、0.99±0.01比0.38±0.01、0.93±0.02比0.06±0.01),差异均有统计学意义( t=40.87、40.91、87.30、44.17、107.50、67.28,均 P<0.001)。 结论:MASP1在肝癌组织中低表达,并且与肝癌患者的不良预后及肿瘤血管侵袭的发生显著相关,其可能通过调控PI3K/Akt/mTOR信号通路影响肝癌细胞的增殖和迁移能力,提示 MASP1有望成为治疗肝癌的关键基因。
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编辑人员丨4天前
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生物钟基因在肝细胞癌中的研究进展
编辑人员丨4天前
昼夜节律主要受机体生物钟基因的调控,是生物进化的结果,在维持生物正常结构和功能中起重要作用。当昼夜节律受到干扰或失调时,就会对机体产生不利的健康后果。除了在神经系统、内分泌系统或心血管系统疾病中的研究外,目前有研究发现生物钟基因介导的昼夜节律紊乱在肝细胞癌的发生和发展中也起着关键地调节作用,是潜在的诊断标志物和治疗靶点。本文对不同生物钟基因在肝细胞癌中的作用研究进行了综述,并探讨了靶向生物钟基因治疗肝细胞癌的研究进展以及尚存在的问题。
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编辑人员丨4天前
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基于生物信息学和机器学习算法鉴定PDR铁死亡关键基因
编辑人员丨4天前
目的::联合生物信息学分析方法和机器学习算法筛选增殖性糖尿病视网膜病变(PDR)中铁死亡关键基因和治疗靶点。方法::从GEO数据库和FerrDb数据库中下载PDR转录组测序数据集、基因芯片数据集和铁死亡相关基因列表;筛选出铁死亡相关差异基因并行功能富集分析;通过WGCNA分析方法筛选PDR中铁死亡相关疾病特征基因;综合LASSO算法与SVM-RFE算法筛选出铁死亡关键基因并通过受试者工作特征曲线评估诊断能力;对铁死亡关键基因行GSEA分析;通过DGIdb数据库构建铁死亡关键基因的药物调控网络;应用CIBERSORT算法分析PDR中免疫细胞浸润分布特征。组间比较采用独立样本 t检验或Mann-Whitney U检验。Pearson相关分析用于不同基因模块与临床性状之间的相关性分析。 结果::从3 678个差异基因中筛选出83个铁死亡相关差异基因。功能富集分析结果显示,这些基因参与铁死亡、长寿调节、自噬等信号通路。通过WGCNA分析方法从中筛选出17个铁死亡相关疾病特征基因。联合LASSO算法与SVM-RFE算法从17个疾病特征基因中筛选出3个铁死亡关键基因为PPARA、ABCC5、TSC1,并证明这些基因有很高的诊断效能。单基因GSEA分别展示了3个关键基因高低表达组中富集到的信号通路。从DGIdb数据库中筛选出20个相关药物并构建3个关键基因的药物调控网络。CIBERSORT结果显示,M1巨噬细胞、中性粒细胞等在PDR样本中浸润程度较高。结论::本研究分析鉴定出PDR中3个铁死亡关键基因,为进一步研究PDR的病理分子机制和诊断治疗靶点提供了新的思路与参考。
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编辑人员丨4天前
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创面修复机制研究领域的热点和演化趋势的可视化分析
编辑人员丨4天前
目的:探讨创面修复机制研究领域的热点和演化趋势。方法:该研究为文献计量学研究。检索Web of Science数据库核心合集中建库至2023年12月26日发表的符合入选标准的与创面修复机制研究相关的英文文献,统计年度发文量及其引文量并分析变化趋势。根据前述年度发文量再次检索Web of Science数据库核心合集中该领域发文增长迅速转折年份的前5年至2023年12月31日的相关文献,统计发文总量并计算年度发文增长率,并根据年度发文量趋势线预测2024年该领域发文量。采用CiteSpace 6.2.R4软件对第2次检索文献进行可视化分析,包括来源期刊、引用文献及关键词情况,探讨创面修复机制研究现状和热点的演变过程。结果:第1次检索共获取3 992篇创面修复机制研究相关文献,其中2015—2023年,年度发文量及其引文量均增加迅速。第2次检索时限设置为2011年1月1日—2023年12月31日,该时段共发文3 206篇,平均年度发文增长率为13.30%,根据该阶段的发文趋势线预测2024年该领域发文量可达500篇。第2次检索文献发表在717种期刊上,发文量排前10位的期刊[占总发文量的18.75%(601/3 206)]的研究方向主要为创伤、分子、中药药理及干细胞,主要出版国家为英国、美国等,影响因子>5的期刊有7本,属于中国科学院分区Q1区或Q2区的期刊有6本。第2次检索文献的引用文献的关键词共形成906个节点及9大聚类(Q=0.64,S=0.82)。第2次检索文献的引用文献在2006—2015年期间的主要聚类为#2基质金属蛋白酶和#3转化生长因子β 1,在2016—2023年期间的主要聚类为#1巨噬细胞极化、#4间充质干细胞、#6抗菌、#7植物提取。其中,2021—2023年期间,第2次检索文献的引用文献的聚类#1巨噬细胞极化、#4间充质干细胞、#6抗菌和#7植物提取的共现关系最为密切。对被引值、中介中心值及Sigma值排前5位的第2次检索文献的引用文献的分析显示,巨噬细胞及炎症调控对创面修复的影响、成纤维细胞对创面修复的影响以及生长因子和细胞因子对创面修复的影响是主要研究方向。第2次检索文献的关键词共形成636个节点,7个聚类:#0抗菌、#1间充质干细胞、#2细胞迁移、#3创面修复、#4外泌体、#5负压伤口治疗及#6糖尿病足溃疡(Q=0.59,S=0.80)。第2次检索文献在2016—2023年主要聚集于聚类#0抗菌、#1间充质干细胞和#4外泌体,在2015年前主要聚集于聚类#2细胞迁移和#3创面修复。第2次检索文献的关键词共形成110个突现关键词(以下简称突现词),突现强度排前10位的突现词依次为小鼠、基因表达、皮肤损伤、上皮细胞、信号通路、生物材料、外泌体、分子对接、水凝胶、巨噬细胞极化,其开始年和结束年的时限均不同。其中2021—2023年的高强度突现词为水凝胶(属于聚类#0抗菌)、外泌体(属于聚类#1间充质干细胞)、分子对接(属于聚类#0抗菌)、巨噬细胞极化(属于聚类#0抗菌)。 结论:未来,创面修复机制研究的发展仍会处于稳步阶段;该领域研究热点已经从生长因子及创面修复生理过渡到了抗菌及干细胞方向;该领域的未来研究方向可能为利用分子对接技术和网络药理学筛查促创面修复的药物并研究其深层机制、外泌体对巨噬细胞极化的调控以及水凝胶通过抗菌功效促进创面愈合的机制。
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编辑人员丨4天前
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基于RNA-seq的脓毒症相关性脑病小鼠海马转录组分析及竞争性内源性RNA调控网络的构建
编辑人员丨4天前
目的:采用转录组测序技术(RNA-seq)筛选脓毒症相关性脑病(SAE)小鼠海马差异表达的长链非编码RNA(lncRNA)及mRNA,构建竞争性内源性RNA(ceRNA)调控网络。方法:清洁级健康雄性C57BL/6小鼠10只,6~8周龄,体质量20~25 g,采用随机数字表法分为2组( n=5):假手术组(Sham组)和脓毒症组(Sepsis组)。Sepsis组采用盲肠结扎穿孔(CLP)法制备小鼠脓毒症模型,Sham组只开腹不进行盲肠结扎和穿孔。分别于术前1 d及术后3 d时行Morris水迷宫实验和条件恐惧实验检测小鼠认知功能。随后Sham组随机处死3只小鼠,Sepsis组处死认知功能测试最差的3只小鼠,取海马组织,通过BGISEQ-500平台行转录组测序,得到差异表达的mRNA和lncRNA,测序结果通过深圳华大基因科技服务有限公司提供的Dr.Tom平台行可视化分析,利用Cytoscape软件构建ceRNA调控网络。 结果:与Sham组比较,Sepsis组逃避潜伏期延长,靶向限停留时间百分比和僵直时间百分比降低( P<0.05)。转录组数据分析共获得差异表达的lncRNA 62个,其中45个lncRNA表达上调,17个lncRNA表达下调;差异表达的mRNA 282个,其中173个mRNA表达上调,109个mRNA表达下调。对差异表达的mRNA进行生物学过程的GO富集分析,结果显示差异表达的mRNA参与了记忆、学习或记忆、炎症应答、衰老相关行为减退的调空、突触可塑性调节等生物学过程;对差异表达的mRNA进行KEGG通路富集分析,结果显示差异表达的mRNA富集于IL-17信号通路、TNF信号通路、NF-κB信号通路等。对差异表达的mRNA进行KDA分析,结果示Ch25h、Il6ra、Lcn2、Sgk1、Nr4a3、Osm、Saa3、Ccl7、Sqle、Dhcr24为SAE的关键基因。基于9个lncRNA、28个mRNA和134个miRNA成功构建了SAE小鼠海马的ceRNA调控网络。 结论:RNA-seq结果分析发现Ch25h、Il6ra、Lcn2、Sgk1、Nr4a3、Osm、Saa3、Ccl7、Sqle、Dhcr24 10个mRNA以及Rian、Gm35874、Gm34347等lncRNA是调控小鼠SAE的关键基因;同时成功构建了SAE小鼠海马基于lncRNA-miRNA-mRNA的ceRNA调控网络。
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编辑人员丨4天前
