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。

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。

目的:筛选与胶质瘤患者预后相关的差异表达基因(DEGs)并预测其潜在生物学功能。方法:通过基因表达综合数据库(GEO)数据集下载胶质瘤mRNA数据集、中国脑胶质瘤基因组图谱(CGGA)数据集下载胶质瘤甲基化数据集，进行差异分析并取交集。对差异化基因进行生物功能及通路富集分析( P<0.05)，使用STRING和Cytoscape构建DEGs的蛋白-蛋白相互作用网络(PPI)，筛选核心基因。利用癌症基因组图谱计划(TCGA)数据库对筛选出核心基因进行表达验证及生存分析( P<0.05)。 结果:在不同级别胶质瘤的差异化分析中共识别出3个上调DEGs和25个下调DEGs，PPI分析得出11个核心基因。这11个基因生物功能富集主要是神经再生( P<0.01)，信号通路富集主要是羟色胺能神经突触( P<0.05)。Kaplan-Meier生存分析发现，其中9个DEGs的高表达与患者总生存率呈正相关( P<0.01)。 结论:筛选出的DEGs参与胶质瘤的恶性进展，从而影响患者预后。

目的:探索胶质母细胞瘤(GBM)发生发展过程中发生差异表达的基因并初步探讨其功能及作用，以明确影响GBM生物学行为的靶基因。方法:应用GEO2R在线分析从基因表达综合数据库(GEO)中获取的GSE70231数据集的原始基因表达谱，从而得到差异表达基因；应用DAVID数据库对差异表达基因进行基因本体(GO)功能及京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析；应用STRING数据库构建差异表达基因的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络，然后应用Cytoscape中的插件cytoHubba和MCODE分析PPI网络，从而获取靶基因；应用基于癌症基因组图谱(TCGA)数据库中样本数据的GEPIA在线分析靶基因在GBM组织中的表达情况及其对患者总生存期的影响，最后应用人体组织的RNA-seq数据集GSE50021验证筛选出来的靶基因。结果:共筛选出520个GBM组织与正常脑组织间的差异表达基因，包含305个上调基因和215个下调基因。GO功能富集分析显示，差异表达基因的生物学过程主要富集在信号转导、细胞粘附、细胞增殖的正调控等方面，细胞学组分主要为细胞外外泌体、细胞质、细胞质膜等，分子功能显著富集在蛋白质结合率方面。KEGG通路富集分析显示，差异表达基因主要富集于丝裂原活化蛋白激酶信号通路、癌症中的蛋白多糖信号通路、催产素信号通路、钙信号通路。应用插件cytoHubba和MCODE从差异表达基因的PPI网络中共获取到17个靶基因，靶基因功能分析及临床样本验证显示8个基因( VCAM1、 SPP1、 ITGB1、 CTGF、 VIM、 ITGAV、 COL1A1、 BCL2A1)为影响GBM生物学行为的靶基因，其中 BCL2A1、 COL1A1、 ITGAV这3个靶基因与GBM的关系报道尚少，GSE50021数据集验证显示这3个靶基因在GBM组织中的表达明显高于正常脑组织，差异均有统计学意义( P<0.05)。 结论:本研究分析得出的8个靶基因尤其是 BCL2A1、 COL1A1、 ITGAV可能是未来探寻GBM发病机制及其诊断治疗的重要研究靶点。

目的:探讨ⅩⅦ型胶原蛋白α1（COL17α1）在小鼠衰老皮肤中的表达与作用及其对人表皮干细胞（ESC）干性和增殖能力的影响，并且探讨相关微小RNA（miR）干预人ESC中COL17α1表达的机制。方法:采用实验研究方法。取2个月龄（青年）和24个月龄（老年）雄性C57BL/6J小鼠各12只，取其胸背部全层皮肤标本进行后续检测。对青年小鼠和老年小鼠全层皮肤标本，行苏木精-伊红染色后观察表皮层结构并测量表皮厚度，用透射电子显微镜观察表皮基底膜形态和半桥粒并行半桥粒计数，分别采用实时荧光定量反转录PCR（RT-PCR）法与蛋白质印迹法检测COL17α1的mRNA与蛋白表达，采用免疫荧光法观测COL17α1的蛋白表达与分布。取于解放军总医院第四医学中心行包皮切除手术的3名20~30岁健康男性术后弃用的新鲜包皮组织，提取ESC，取生长良好的细胞进行后续实验。按随机数字表法（分组方法下同）将ESC分为进行相应处理的空白对照组、转染试剂对照组、空载体质粒组、敲低COL17α1质粒组，培养48 h后，采用实时荧光定量RT-PCR法检测COL17α1的mRNA表达，采用蛋白质印迹法检测COL17α1和细胞角蛋白14（CK14）的蛋白表达，采用细胞计数试剂盒8法检测细胞增殖水平。通过DIANA、miRTarBase、miRNAMap、TargetScan、microRNA数据库筛选可能作用于 COL17α1 mRNA 3'非编码区的miR。将ESC分为转染miR模拟物阴性对照物的阴性对照组和转染前述筛选出的各miR的模拟物的各miR模拟物组，转染后48 h，通过蛋白质印迹法检测COL17α1的蛋白表达。基于基因表达综合数据库（GEO）的miR测序数据集GSE114006，使用GEO2R工具统计分析前述筛选出的可造成COL17α1蛋白表达下降的miR在30名青年（18~25岁）人和30名老年（>70岁）人皮肤中的表达。取青年小鼠和老年小鼠全层皮肤标本，采用实时荧光定量RT-PCR法检测前述老年人皮肤中表达增多的miR的表达。取2批ESC，第1批分为COL17α1野生型+miR-203b-3p阴性对照组与COL17α1野生型+miR-203b-3p模拟物组，第2批分为COL17α1突变型+miR-203b-3p阴性对照组与COL17α1突变型+miR-203b-3p模拟物组，分别转染对应序列，48 h后，采用荧光素酶报告基因检测试剂盒检测COL17α1的基因表达水平。组织实验中样本数均为6，细胞实验中样本数均为3。对数据行独立样本 t检验、单因素方差分析、LSD检验或Dunnett检验、Mann-Whitney U检验或Kruskal-Wallis H检验。 结果:与青年小鼠比较，老年小鼠皮肤表皮层与真皮层分界模糊且细胞层次较少，表皮层厚度明显变薄（ Z=-2.88， P<0.01），基底膜形态不连续，表皮-真皮连接处半桥粒较少且分布不均，半桥粒数量明显减少（ Z=-2.91， P<0.01），COL17α1的mRNA和蛋白表达水平均明显降低（ t值分别为10.61、6.85， P<0.01）。与青年小鼠比较，老年小鼠皮肤表皮基底层和毛囊球部的COL17α1蛋白表达均明显减少（ Z=-2.24， P<0.05）。培养48 h后，空白对照组、转染试剂对照组、空载体质粒组、敲低COL17α1质粒组ESC中COL17α1的蛋白表达水平分别为1.00±0.27、1.12±0.21、1.13±0.23、0.42±0.18。相较于空白对照组，转染试剂对照组和空载体质粒组ESC中COL17α1的mRNA和蛋白表达水平、CK14的蛋白表达水平及ESC增殖水平均未发生明显变化（ P>0.05），敲低COL17α1质粒组ESC中这些指标均明显降低（ P<0.05或 P<0.01）。miR-203a-3p、miR-203b-3p、miR-512-5p、miR-124-3p、miR-28-5p、miR-590-3p、miR-329-5p可能结合 COL17α1 mRNA的3'非编码区。转染48 h后，与阴性对照组的1.000±0.224比较，miR-329-5p模拟物组、miR-203b-3p模拟物组和miR-203a-3p模拟物组ESC中COL17α1的蛋白表达水平明显降低（0.516±0.188、0.170±0.025、0.235±0.025， t值分别为3.17、5.43、5.07， P<0.05或 P<0.01）。老年人皮肤中仅miR-203b-3p表达水平明显高于青年人（ t=3.27， P<0.01）。老年小鼠皮肤中miR-203b-3p表达水平明显高于青年小鼠（ Z=-2.88， P<0.01）。转染后48 h，COL17α1野生型+miR-203b-3p模拟物组ESC中COL17α1的基因表达水平明显低于COL17α1野生型+miR-203b-3p阴性对照组（ t=7.66， P<0.01），COL17α1突变型+miR-203b-3p模拟物组ESC中COL17α1的基因表达水平与COL17α1突变型+miR-203b-3p阴性对照组相近（ P>0.05）。 结论:COL17α1的mRNA和蛋白表达水平随小鼠年龄增长而减少，可能导致小鼠ESC脱离表皮基底膜。COL17α1的表达减少可抑制CK14的表达与ESC增殖，这可能是老年人皮肤中表皮层变薄和创面愈合减慢的原因。小鼠衰老皮肤中表达增多的miR-203b-3p可以靶向结合 COL17α1 mRNA的3'非编码区，阻碍转录后翻译过程，造成COL17α1蛋白表达减少。

目的:探讨谷胱甘肽硫转移酶M1（GSTM1）和谷胱甘肽硫转移酶M2（GSTM2）在甲状腺滤泡癌（FTC）中的表达及其临床意义。方法:收集基因表达综合（GEO）数据库中甲状腺滤泡性肿瘤基因芯片GSE82208数据，共52例样本，包括FTC 27例，甲状腺滤泡性腺瘤（FA）25例。提取基因矩阵数据并整理，利用R语言Limma包筛选出FTC和FA间差异表达基因。收集2000年1月至2020年12月辽宁省丹东市第一医院手术切除的FTC及FA标本各56例。采用免疫组织化学SABC法检测FTC和FA标本中GSTM1、GSTM2蛋白的表达水平，分析二者与FTC患者临床病理因素间的关系及二者间的相互关系。结果:基于GEO数据库数据，共获得40个FTC和FA间差异表达基因；其中FTC中表达上调9个，分别为GSTM1、GSTM2、COL6A2、CUX2、CLUH、TSC2、OGDHL、ACADVL、SDHA；表达下调31个。免疫组织化学法检测显示，在手术切除FTC标本中，GSTM1、GSTM2阳性率分别为71.4%（40/56）、80.4%（45/56），在FA中阳性率分别为23.2%（13/56）、14.3%（8/56），差异均有统计学意义（ χ2值分别为26.11、49.03，均 P<0.01）。FTC中GSTM1和GSTM2蛋白表达与临床分期、浸润程度及远处转移均有关（均 P<0.05），与性别、年龄和肿瘤长径均无关（均 P>0.05）。FTC中GSTM1和GSTM2表达呈正相关（ r=0.384， P=0.004）。 结论:FTC中GSTM1和GSTM2表达水平升高，二者可能相互作用，参与FTC的发生、发展。

本研究利用综合生物信息学方法寻找能够预测哮喘严重程度的新生物标志物。于2022年6至12月，在武汉大学中南医院过敏反应科开展并完成该临床医学研究。从高通量基因表达（Gene Expression Omnibus，GEO）数据库中筛选并下载基因芯片数据集GSE43696，使用R语言“affy”包和“rma”算法完成基因芯片数据预处理。利用“edgeR”包和“limma”包筛选出正常对照者、轻中度哮喘患者和重度哮喘患者两两之间的差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs），然后用“clusterProfiler”包对差异表达基因进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析，最后用STRING网站构建差异表达基因的蛋白-蛋白互作（protein-protein interaction，PPI）网络，进一步筛选差异表达基因。使用R语言“WGCNA”包对数据集GSE43696进行加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis，WGCNA），筛选出与哮喘严重程度显著相关的模块，将WGCNA分析结果与PPI筛选的差异表达基因取交集得到关键（hub）基因。利用数据集GSE43696和GSE63142对hub基因表达量进行验证，依据ROC曲线评估诊断价值，并通过基因集富集分析（gene set enrichment analysis，GSEA）进一步明确数据集GSE43696中hub基因的潜在功能。结果显示，共筛选出251个DEGs，其中正常组和轻中度哮喘组39个，正常组和重度哮喘组178个，轻中度哮喘组和重度哮喘组34个，主要参与对有毒物质的反应、对氧化应激的反应、细胞外结构组织、细胞外基质组织等生物过程。筛选出两个与哮喘严重程度显著相关的模块（red模块， P=7e-6， r=0.43；pink模块， P=5e-8， r=-0.51），最终得到6个hub基因，包括 B3GNT6、 CEACAM5、 CCK、 ERBB2、 CSH1和 DPPA5。通过数据集GSE43696和GSE63142的基因表达水平比较和ROC曲线分析进一步验证了这6个hub基因，可能与o-聚糖生物合成、α-亚麻酸代谢、亚油酸代谢和戊糖葡萄糖酸的相互转化等过程相关。综上，通过多种生物信息学分析方法，本研究鉴定出与哮喘严重程度显著相关的6个hub基因，为哮喘的病情预测和靶向治疗提供了可能的新方向。

目的:分析脓毒症外源性急性呼吸窘迫综合征（ARDS）大鼠的差异表达基因（DEG），从转录组水平探讨脓毒症ARDS的早期诊断及防护机制。方法:将12只6~8周龄雄性SD大鼠按随机数字表法分为脂多糖（LPS）致脓毒症ARDS模型组（模型组，腹腔注射LPS 15 mg/kg）与对照组（腹腔注射等量生理盐水），每组6只。分别提取两组大鼠左肺组织RNA，采用illumina Hiseq测序平台的双端测序模式进行高通量测序。采用DESeq2软件以| log 2差异倍数（FC）|≥3且 P<0.001筛选DEG。对DEG进行基因本体（GO）功能富集分析和京都基因与基因组百科全书数据库（KEGG）通路富集分析。使用STRING在线数据库和CytoScape软件构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络并筛选关键基因。分离并提取2021年3月至11月连云港市第一人民医院急危重症医学部收治的20例脓毒症患者及20例年龄匹配的同期健康体检者的外周血单个核细胞（PBMC），采用实时荧光定量聚合酶链反应（RT-qPCR）对关键基因进行验证。 结果:共筛选出DEG 286个，其中上调基因202个，下调基因84个。GO富集分析表明，DEG主要参与了中性粒细胞趋化迁移、抗菌体液反应、宿主免疫应答及体液免疫反应等生物学过程；KEGG富集分析显示，DEG主要通过参与白细胞介素-17（IL-17）信号通路、肿瘤坏死因子（TNF）信号通路及趋化因子信号通路发挥生物学作用。PPI分析共筛选出节点蛋白262个，相互作用关系852条边；筛选出前15位关键基因，分别为IL-6、TNF、IL-10、IL-1β、CXC趋化因子配体1（CXCL1）、CXCL10、CXC趋化因子受体3（CXCR3）、CXCR2、CXCL9、CC趋化因子配体7（CCL7）、CXCL11、CCL1、CXCL13、CCL12、CCL22。采用RT-qPCR对脓毒症ARDS患者与健康对照者PBMC进行差异基因测序验证，结果显示，脓毒症患者5个代表性关键基因表达明显高于健康对照者〔IL-6 mRNA（2 -ΔΔCt）：2.803±1.081比0.951±0.359，TNF mRNA（2 -ΔΔCt）：2.376±0.799比1.150±0.504，CXCL10 mRNA（2 -ΔΔCt）：2.500±0.815比1.107±0.515，CXCR3 mRNA（2 -ΔΔCt）：1.655±0.628比0.720±0.388，CCL22 mRNA（2 -ΔΔCt）：1.804±0.878比1.010±0.850，均 P<0.05〕，与RNA测序结果一致。 结论:炎症细胞趋化迁移脱颗粒、细胞因子免疫应答反应等生物学过程和CXCL10/CXCR3、IL-17等信号通路在脓毒症外源性ARDS发生发展过程中起着重要的作用，可作为进一步研究肺损伤机制和临床防治的新思路及新靶点。

目的:探索RA滑膜病变中的免疫浸润细胞，为RA的机制及治疗研究提供新的研究方向及治疗靶点。方法:从基因表达综合数据库（GEO）（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/geo）下载GSE77298、GSE55457和GSE1919三个基因表达数据集，Perl进行数据合并，R的"limma"进行批次矫正。在R中用"CIBERSORT"软件通过"e1071""parallel"和"preprocessCore"3个包获得22种免疫细胞对应RA滑膜组织样本和正常滑膜组织样本的表达矩阵。Perl筛选免疫细胞矩阵中 P<0.05的样本。R的"barplot"函数分析22种免疫细胞在 P<0.05的样本中的含量百分比。R的"pheatmap"包可视化热图，R的"corrplot"包绘制相关性热图。R的"vioplot"包通过wilcox检验绘制差异小提琴图。 结果:免疫细胞浸润分析结果表明，在 P<0.05的RA滑膜组织样本和正常滑膜组织样本中，初始B细胞和未活化的自然杀伤细胞在RA滑膜组织中低表达，浆细胞、未活化的肥大细胞、M1巨噬细胞、记忆性B细胞和调节性T细胞在RA滑膜组织中高表达。研究还发现在同一样本中，活化的自然杀伤细胞与中性粒细胞的相关系数（ r=0.91）最高，呈正相关，两者具有协同效应。在同一样本中，M0巨噬细胞和浆细胞的相关系数（ r=-0.88）最低，呈负相关，两者具有拮抗作用。 结论:本研究发现的RA滑膜病变中的免疫浸润细胞为RA的机制研究及治疗研究提供了一定的理论依据和研究方向。

目的:通过分析特发性肺纤维化(IPF)患者肺组织的单细胞转录组测序(scRNA-seq)数据，联合芪白平肺胶囊的网络药理学，探索IPF患者中与芪白平肺胶囊调控相关的免疫细胞、靶基因及其潜在机制。方法:从基因表达综合数据库(GEO)下载IPF患者(IPF组)和正常者(对照组)的scRNA-seq数据，采用随机数字表法在2组中各选取20个样本用于分析IPF的免疫细胞群及其比例变化。对各免疫细胞群进行差异基因分析，将 P<0.05和|logFC|>0.6的基因鉴定为差异基因。对差异基因进行基因本体论(GO)-生物过程富集分析，探索参与IPF疾病进程的潜在分子功能及机制。基于中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)获取芪白平肺胶囊主要活性成分和靶基因，并对靶基因进行GO和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。通过将芪白平肺胶囊靶基因映射到IPF免疫细胞差异基因，构建"活性成分-靶基因-免疫细胞"网络。通过GO和KEGG富集分析探索芪白平肺胶囊用于治疗IPF患者的潜在作用机制。通过STRING数据库和Cytoscape软件对"活性成分-靶基因-免疫细胞"网络中靶基因进行蛋白质互作分析并寻找关键靶基因。 结果:在IPF组和对照组的肺组织中共发现B细胞、T细胞和先天淋巴细胞等18个免疫细胞群。与对照组比较，IPF组中经典2型树突状细胞、肥大细胞、浆细胞样树突细胞和调节性T细胞比例均增加，差异均有统计学意义(均 P<0.05)。18个免疫细胞群共包含534个差异基因，参与了淋巴细胞的活化、抗原的加工和呈递、白细胞的迁移和趋化作用等免疫相关生物过程。芪白平肺胶囊包含18个有效活性成分和239个靶基因，其中联苯双酯、槲皮素、毛异黄酮等9个活性成分靶向IPF中除浆细胞样树突细胞外的17个免疫细胞群与IL-1B、VEGFA、FOS等42个差异基因。这些靶向差异基因主要富集于活性氧或氧化应激相关通路与多个免疫信号通路，包括IL-17、MAPK、TNF通路等。 结论:芪白平肺胶囊可能靶向多种免疫细胞，并通过活性氧或氧化应激相关通路与IL-17、MAPK、TNF等免疫信号通路，调控IPF患者的免疫炎症反应。