目的 分析原发性胶质母细胞瘤(GBM)患者肿瘤组织中细菌相关特征基因,并研究肿瘤内细菌相关特征基因在GBM中的功能及作用机制.方法 采用基于癌症基因组图谱(TCGA)数据分析得到的原发性GBM瘤内细菌相关特征基因的公开数据,共152例.根据GBM患者总生存时间的中位数,将其分为低生存组(78例)和高生存组(74例).使用秩和检验评估组间α多样性的差异;采用非度量多维尺度(NMDS)分析和主坐标分析(PCoA)评估组间β多样性的差异;采用线性判别分析(LDA)比较两组GBM样本中丰富度存在显著差异的细菌种类.分别根据各差异细菌相关特征基因的相对丰富度将152例患者分为高丰富度组和低丰富度组,采用Kaplan-Meier法分析高丰富度组与低丰富度组患者生存率的差异.对与良好预后相关的高丰富度细菌相关特征基因GBM样本中显著上调的基因进行基因本体论(GO)生物过程功能注释和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;通过TCGA转录组测序数据集分析肿瘤免疫微环境景观,应用曼特尔检验分析免疫细胞浸润含量与预后相关细菌特征基因的相关性.所有数据分析均采用R软件,以P＜0.05为差异有统计学意义.结果 152例GBM组织中共鉴定出252种细菌相关特征基因,其中234种特征基因在低生存组与高生存组均存在,8种仅存在于低生存组,10种仅存在于高生存组.NMDS和PCoA结果显示,两组的β多样性的差异有统计学意义(P＜0.05).LDA显示,高生存组与低生存组的肿瘤组织中细菌相关特征基因的丰富度存在差异(P＜0.05),其中脆弱拟杆菌相关特征基因在高生存组的丰富度较高(P＜0.05),并与患者的总生存期呈正相关(x2=4.13,P＜0.05).功能富集分析显示,肿瘤内脆弱拟杆菌相关特征基因丰富度较高的患者肿瘤组织中高表达与免疫途径相关的基因(P＜0.05).曼特尔检验分析结果显示,原发性GBM肿瘤组织中脆弱拟杆菌相关特征基因的丰富度与M1巨噬细胞浸润呈正相关(P＜0.05).结论 脆弱拟杆菌相关特征基因在高生存原发性GBM患者肿瘤组织中的丰富度较高,并影响肿瘤的免疫微环境.

目的:基于数据库中已鉴定并发表的疾病危险基因，通过生物信息学分析探究烟雾病和烟雾综合征的病理发生机制。方法:在PubMed等公共数据库搜索烟雾病、烟雾综合征基因相关研究，整理已鉴定并发表的疾病相关危险基因。借助网络工具，在基因本体数据库（包括生物学过程、细胞组分和分子功能3大类）、京都基因与基因组百科全书（KEGG）数据库对基因集进行功能富集分析，构建蛋白-蛋白互作（PPI）网络并筛选关键基因。结果:本研究纳入53篇烟雾病研究文献，鉴定126个烟雾病相关危险基因；纳入51篇烟雾综合征研究文献，鉴定出51个烟雾综合征相关危险基因。共计纳入177个疾病相关危险基因。基因本体功能分析：生物学过程主要富集在细胞因子及其介导通路，以及细胞的黏附、分化、迁移等活动；细胞组分主要富集在细胞表面、细胞膜及蛋白复合物、受体复合体等；分子功能主要富集在酶结合、激酶结合、磷酸蛋白结合、受体信号结合、免疫受体活动等。KEGG分析主要富集在癌症信号通路、免疫细胞分化及免疫疾病通路、病毒感染信号通路等，其中MAPK信号代谢通路、Jak-STAT信号代谢通路被显著富集。通过不同算法，在PPI网络筛选出5种关键基因：PTPN11、GRB2、ITGB3、CBL、HIF1A。结论:生物信息学分析为阐述烟雾样血管改变的病理机制提供了新的角度。烟雾病发病机制可能是以基因遗传为背景、多种环境因素共同参与的。

目的 探讨基于高通量测序的表达差异microRNA(miRNA)在左心室心肌肥厚(left ventricular hypertrophy,LVH)患者中的表达水平及临床意义,并揭示可能的调控作用机制.方法 分别在 4 例 LVH患者和 4 例健康志愿者血浆样本中进行miRNA测序,并在 25 例健康志愿者和 35 例LVH患者血浆样本中进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证.通过预测差异性miRNA的靶基因、基因本体富集分析、京都基因与基因组百科全书信号通路分析、构建蛋白质-蛋白质相互作用网络等生物信息学分别进行分析,并通过ROC曲线下面积(AUCROC)评估miRNA对LVH的诊断价值.结果 共鉴定出 945 个差异表达的miRNA,其中 1 个显著上调,9 个显著下调.经 qRT-PCR 验证,hsa-miR-942-5p 和 hsa-miR-184 的表达水平显著下调;hsa-miR-942-5p的AUCROC为0.694 6,hsa-miR-184 的AUCROC为0.880 4.生物信息学分析显示,靶基因主要富集在细胞衰老、鞘脂代谢、TGF-β信号通路、p53、糖尿病代谢相关通路.结论 LVH患者血浆样本中hsa-miR-942-5p和hsa-miR-184 的表达水平显著降低,提示其具有良好的诊断潜力.

目的 探究氧化应激和铁死亡相关基因在脓毒症中的诊断价值.方法 使用R语言筛选脓毒症数据集差异表达基因(DEG),并与氧化应激及铁死亡基因取交集确定候选基因并进行基因本体/京都基因和基因组数据库(GO/KEGG)通路分析.使用LASSO回归和SVM-RFE机器学习确定诊断基因建立诊断模型,纳入兰州大学第二医院2024年2月收治的3例新发脓毒症患者(脓毒症组)和3名健康者(对照组)的血液样本做进一步验证.结果 从876个DEG中共获得10个候选基因,557个GO条目和32个KEGG通路被富集;机器学习后筛选出TXN、TIMP1并建立诊断模型,模型在训练集及验证集中曲线下面积均＞0.9.脓毒症组血液样本TXN和TIMP1 mRNA表达量高于对照组(P＜0.05).结论 TXN、TIMP1两基因模型能够较好地早期诊断脓毒症,可作为新的脓毒症生物标志物.

目的 应用生物信息学对变应性鼻炎患者与健康对照者的鼻黏膜细胞间差异表达基因进行分析,探索变应性鼻炎的发病机制及关键基因.方法 从GEO数据库中下载5名健康对照者鼻上皮细胞样品和7例变应性鼻炎患者鼻上皮细胞样品的芯片数据(GSE43523).应用R语言中"limma"包筛选差异表达基因;并运用STRING数据库来构建所筛选差异基因的蛋白质-蛋白质相互作用网络,利用Cytoscape中的"Cytohubba"筛选关键基因;并采用DAVID数据库对选定的差异性基因进行基因本体(GO)功能分析和京都基因和基因组数据库(KEGG)途径探讨;通过ImmuCellAI数据库分析GSE43523芯片数据的24类免疫细胞的含量及比例.选取2023年9月至12月青岛市中医医院耳鼻咽喉头颈外科在手术中收集的15例变应性鼻炎患者和15名健康对照者的下鼻甲黏膜组织用于进一步的关键基因表达水平的检测分析.结果 共筛选出274个差异表达基因,包含上调差异表达基因144个,下调差异表达基因130个.基于蛋白质-蛋白质相互作用网络中获取5个关键基因,即CD80、CD69、EPAS1、MYOM2和ATP12A.GO功能富集显示,在生物过程中,差异表达基因主要富集在生物合成过程、NF-κB信号通路等;在细胞组成中,差异表达基因主要涉及细胞外间隙、质膜的组成部分等;在分子功能中,差异表达基因参与NAD活性、ATP酶结合活性等.KEGG信号通路富集分析显示,差异表达基因主要集中在铁死亡信号通路、凋亡信号通路等.免疫浸润分析结果显示,变应性鼻炎患者与健康对照者在活化的CD4天然细胞、CD8天然细胞、单核细胞和嗜中性粒细胞中存在显著性差异.变应性鼻炎患者下鼻黏膜组织中CD80和EPAS1的mRNA表达水平低于健康对照者,而CD69、MYOM2和ATP12A的mRNA表达水平高于健康对照者(P＜0.01).结论 本研究发现了274个与变应性鼻炎密切相关的差异表达基因,得到了5个重要基因,为变应性鼻炎的早期诊断、干预治疗以及新药研发提供了新的研究方向.

目的 铁死亡在冠状病毒病2019(Coronavirus Disease 2019,COVID-19)相关的心血管疾病中起致病作用.本研究旨在鉴定严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)感染引起的心肌损伤机制中潜在的铁死亡相关的关键基因.方法 对感染SARS-CoV-2的人诱导的多能干细胞源性心肌细胞(human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes,hiPSC-CMs)转录组数据进行生物信息学研究,包括铁死亡相关的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)的鉴定、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)通路分析、蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interactions,PPI)、关键基因鉴定以及转录因子-基因相互作用等,以探索铁死亡相关基因在COVID-19相关心肌损伤发病机制中的潜在作用.此外,针对关键基因的候选靶向药物进行了开发,为该疾病的诊疗提供理论依据.结果 通过比较感染或未感染SARS-CoV-2的hiPSC-CMs的转录谱数据,并与铁死亡数据库(FerrDb)基因取交集,筛选出80个铁死亡相关的DEGs.GO和KEGG通路富集分析表明,这些基因参与细胞对氧化应激和缺氧的反应、铁死亡、细胞坏死性凋亡、缺氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor,HIF-1)信号通路、肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor,TNF)信号通路、白介素17(Interleukin 17,IL-17)信号通路、核因子-κB(Nuclear Factor-kappa B,NF-κB)信号通路等.使用PPI和cytoHubba鉴定的关键基因包括IL-6、JUN、PTGS2、TLR4、HIF1A、CAV1、HMOX1、SIRT1、EGFR和ATF3.转录因子RELA、NFKB1、EGR1、STAT3、JUN和SP1与大多数关键基因相互作用.筛选出针对关键基因的候选药物,包括去铁胺、氧气、辛伐他汀、乙酰半胱氨酸、姜黄素、醋酚酮、白藜芦醇、谷胱甘肽等.结论 分析感染SARS-CoV-2的hiPSC-CMs的转录谱数据,为理解SARS-CoV-2感染引起的心肌损伤的铁死亡相关病理机制的提供新视角.此外,探索铁死亡相关基因的候选靶向药物在未来对抗这种形式的心肌损伤方面具有巨大的潜力.

目的 通过质谱鉴定分析结直肠癌中S-棕榈酰化蛋白,为寻找临床治疗结直肠癌的新靶点提供依据.方法 选取2022年12月至2023年3月吉林大学第二医院获取的11例患者的结直肠癌组织(其中男7例,女4例),同时与结直肠癌细胞系进行酰基-生物素基交换(ABE)后进行质谱鉴定,分析潜在S-棕榈酰化蛋白并进行蛋白质印迹法(Western blot)验证.两组间比较采用配对样本t检验.结果 在人结直肠癌组织和SW480、SW620细胞系中共同含有潜在的S-棕榈酰化位点的蛋白有21个,这些蛋白经基因本体(GO)和通路Pathway分析与免疫调节密切相关;Western blot验证了磷脂爬行酶1(PLSCR1)和细胞骨架相关蛋白4(CKAP4)是S-棕榈酰化修饰的;在人结直肠癌组织 CKAP4(0.693±0.092、1.162±0.003、0.771±0.012、1.683±0.085、1.144±0.266)CKAP4 总蛋白水平低于癌旁组织(2.306±0.231、1.471±0.055、1.201±0.01、1.978±0.031、2.107±0.035),差异有统计学意义(t=11.260、9.744、15.260、5.398、6.221,P＜0.05);而 PLSCR1(3.185±0.047、1.305±0.153、2.131±0.0752、2.542±0.106)总蛋白水平高于癌旁组织(0.833±0.0529、1.038±0.057、1.477±0.095、2.108±0.034),差异有统计学意义(t=21.372、28.770、13.559、11.460,P＜0.05).结论 结直肠癌中含有潜在的S-棕榈酰化修饰蛋白,这些蛋白可能通过调节免疫功能而影响结直肠癌的增殖.

目的:基于网络药理学及分子对接技术探讨天麻钩藤饮治疗抽动障碍(TD)的作用机制.方法:通过中药系统药理数据库和分析平台(TCMSP)、BATMAN-TCM数据库筛选天麻钩藤饮的有效成分和作用靶点,利用GeneCards、CTD、DisGeNET、OMIM、PharmGKB和TTD数据库筛选TD的相关靶点,并通过VENNY2.1.0软件获取天麻钩藤饮治疗TD的交集靶点;使用STRING数据库构建靶点蛋白质互作网络,使用Cytoscape3.7.2软件构建中药-活性成分-靶点网络;运用R软件将关键靶点进行基因本体论(GO)功能分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;采用分子对接技术对主要活性成分和关键靶点的结合能力进行验证.结果:共获得天麻钩藤饮活性成分205个,对应靶点756个,TD相关靶点4 072个.天麻钩藤饮治疗TD关键靶点有V-JUN肉瘤病毒癌基因同源物(JUN)、蛋白激酶B(AKT1)、信号传导转录激活因子(STAT3)、肿瘤蛋白p53(TP53)、V-rel网状内皮细胞病毒癌基因同源物(RELA)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶3(CASP3)等.GO富集分析得到3 035条生物过程(BP)、166个细胞组成(CC)及307种分子功能(MF).KEGG通路富集分析显示,天麻钩藤饮治疗TD涉及环磷酸腺苷(cAMP)、钙离子信号通路(Calcium)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、白细胞介素-17(IL-17)和肿瘤坏死因子(TNF)等信号通路.分子对接发现主要活性成分(槲皮素、亚麻酸、α-亚麻酸、蔗糖、育亨宾)与关键靶点(JUN、AKT1、STAT3、TP53、RELA、CASP3)具有较好对接活性.结论:天麻钩藤饮治疗TD的作用机制与复方中槲皮素、亚麻酸、α-亚麻酸等成分作用于JUN、AKT1、STAT3、TP53、RELA等靶点调控cAMP、Calcium、MAPK、IL-17和TNF等信号通路有关.

目的 通过网络药理学探析甘麦大枣汤联合百合知母汤的活性成分及治疗抑郁症的潜在靶点,并通过分子对接、表面等离子共振(SPR)实验、热迁移实验对主要活性成分-关键靶点相互作用进行验证.方法 运用中药系统药理学技术平台(TCMSP)、草本成分靶点平台(HIT)、中药分子机制生物信息学分析工具数据库(BATMAN-TCM)、中医百科全书数据库(ETCM)筛选甘麦大枣汤联合百合知母汤的有效成分.运用TCMSP数据库、比较毒理基因组学数据库(CTD)、PHARMAPPER药物靶点数据库获得甘麦大枣汤联合百合知母汤的潜在作用靶点,运用人类基因数据库(GeneCards)和基因表达数据库(GEO)获得抑郁症相关靶点,与上述药物作用靶点取交集后得到潜在治疗抑郁症靶点.运用String数据库构建靶点蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,运用DAVID数据库和京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库进行基因本体(GO)和KEGG富集分析,运用Cytoscape软件构建相应网络,筛选甘麦大枣汤联合百合知母汤抗抑郁的关键靶点和相应的活性成分.运用Discovery studio软件进行分子对接,运用SPR技术检测活性成分与靶点结合活性,运用热迁移实验检测主要活性成分与靶点的结合作用.结果 经药物吸收-分配-代谢-排泄-毒性数据库(ADMET)筛选后获得甘麦大枣汤联合百合知母汤的有效成分160个,与抑郁症相关靶点、抑郁患者差异表达基因取交集后获得潜在抗抑郁靶点763个.经PPI网络分析、GO及KEGG富集分析发现,丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路等10条信号转导通路可能发挥重要作用,其中MAPK14处于关键位置.分子对接和SPR实验结果显示,刺芒柄花素(formononetin)、甘草查尔酮A(licochalcone A)和维斯体素(vestitol)为甘麦大枣汤联合百合知母汤的主要活性成分,可与MAPK14蛋白结合,亲和力分别为2.36 μmol/L、26.01 μmol/L、11.30 μmol/L.热迁移实验显示这3个成分与MAPK14结合后可显著提高MAPK14的热稳定性,表明这3个成分与MAPK14能发生相互作用.结论 MAPK14是治疗抑郁症的潜在靶点,甘麦大枣汤联合百合知母汤通过其中3种活性成分与MAPK14结合,首次从活性分子直接作用靶点角度解释了甘麦大枣汤联合百合知母汤治疗抑郁的分子机制.

目的 通过体外细胞实验、网络药理学和分子对接技术,探究泽泻醇A的降脂作用机制.方法 选用人肝癌HepG2细胞进行油红O染色实验和胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)含量测定,初步判断泽泻醇A是否具有改善HepG2细胞脂质沉积的活性;通过网络药理学收集泽泻醇A和降血脂的靶点,根据二者的交集靶点绘制蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络和"泽泻醇A-潜在靶点-降血脂-通路"网络,并进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,最后将泽泻醇A与降血脂潜在靶点进行对接.结果 细胞实验结果提示,泽泻醇A抑制了油酸-棕榈酸诱导的HepG2高脂细胞模型的脂质沉积;通过网络药理学筛选出泽泻醇A的11个降血脂潜在靶点,靶点蛋白富集通路主要有过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)信号通路等;分子对接结果显示泽泻醇A和潜在靶点具有较强结合活性.结论 泽泻醇A可抑制HepG2高脂细胞模型的脂质沉积,推测其可能具有降脂活性,作用机制可能涉及PPAR等多个信号通路和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)等11个靶点,为今后研究泽泻醇A降脂活性及作用机制提供理论基础.