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基于生物信息学方法分析氟化物对成釉细胞毒性作用的分子机制
编辑人员丨4天前
目的:探讨氟化物对成釉细胞毒性作用的分子机制。方法:取小鼠成釉细胞株(LS8细胞),根据氟化钠(NaF)终浓度分为对照组(0.0 mmol/L NaF)和染氟组(1.6 mmol/L NaF)。对两组细胞进行转录组测序,筛选差异表达基因(DEGs),对DEGs进行基因本体(GO)分析及基因集富集分析(GSEA)。采用STRING数据库构建DEGs的蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,使用Cytoscape 3.8.0软件对PPI网络进行可视化,筛选关键模块和关键基因。同时,使用实时荧光定量PCR检测关键基因mRNA表达水平,并通过基因表达数据库(GEO数据库)对关键基因进行验证。结果:染氟组与对照组比较,共有709个DEGs,其中上调基因223个,下调基因486个。DEGs的GO分析主要涉及受体配体活性、细胞黏附分子结合、细胞外基质结构成分等分子功能,细胞外基质胶原蛋白、受体复合物、膜筏等细胞组分,外部封装结构组织、细胞外结构组织、细胞外基质组织等生物学过程。全基因集的GSEA发现,白细胞介素-17(IL-17)信号通路、真核生物中的核糖体生物发生、核因子κB(NF-κB)信号通路处于激活状态,脂肪酸降解、丙酮酸代谢、脂肪酸代谢处于抑制状态。构建PPI网络后,得到3个关键模块和4个关键基因[Ⅰ型胶原α1(Col1a1)、Ⅰ型胶原α2(Col1a2)、Ⅴ型胶原α1(Col5a1)和纤维蛋白原-1(Fbn1)]。与对照组比较,染氟组LS8细胞Col1a1、Col1a2、Col5a1、Fbn1 mRNA表达水平均较低( P均< 0.05),与GEO数据库中基因表达变化趋势一致。 结论:利用生物信息学方法筛选得到的关键基因Col1a1、Col1a2、Col5a1、Fbn1及IL-17、NF-κB信号通路可能与氟化物对成釉细胞的毒性作用密切相关。
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编辑人员丨4天前
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恶性胸膜间皮瘤中差异表达基因的预后意义及免疫细胞浸润分析
编辑人员丨4天前
目的:基于生物信息学方法挖掘分析恶性胸膜间皮瘤(MPM)的差异表达基因,研究其在MPM中的预后价值及其在免疫治疗中的潜在作用。方法:于2022年1月,从GEO数据库下载数据集GSE51024,获得MPM(55例)和正常组织(41例)样本。利用R软件结合HMDD和miRNet数据库筛选MPM相关差异基因并确定共表达基因。对共表达基因进行富集和功能注释,使用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络并确定关键基因。利用TRRUST、GEPIA数据库预测关键基因的转录因子及预后生存分析。使用TIMER分析关键基因和免疫细胞浸润程度的相关性。结果:共获得435个共表达基因,主要富集于细胞外基质组织、细胞黏附分子信号通路。结合PPI和TRRUST数据库,确定7个MPM预后相关的关键基因,其中细胞周期蛋白20(CDC20)、细胞周期检测点激酶1(CHEK1)、Zeste基因增强子同源物2(EZH2)、核糖核苷酸还原酶亚基M2(RRM2)、拓扑异构酶2A(TOP2A)、泛素样含植物同源结构域和环指域1(UHRF1)在MPM中的表达上调,周期调节蛋白A1(CCNA1)表达下调;CCNA1、CDC20、CHEK1、EZH2、RRM2、TOP2A、UHRF1基因表达与MPM总体生存率有明显关联( P<0.05)。CDC20、CHEK1、EZH2、RRM2、TOP2A基因表达与B细胞、树突状细胞均呈正相关( P<0.05),与中性粒细胞均呈负相关( P<0.05)。 结论:CCNA1、CDC20、CHEK1、EZH2、RRM2、TOP2A、UHRF1可能是MPM患者潜在的预后标志物,其表达可能与MPM肿瘤免疫相关。
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编辑人员丨4天前
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脑缺血再灌注后STIM1通过内质网应激促进小胶质/巨噬细胞M1型活化的作用研究
编辑人员丨4天前
目的:探讨基质相互作用分子1(STIM1)对脑缺血再灌注损伤后小胶质/巨噬细胞M1型活化的影响及机制。方法:(1)动物实验:采用随机数字表法将20只雄性C57BL/6J小鼠分为假手术组、大脑中动脉缺血再灌注(MCAO/R)组、MCAO/R+si-Ctrl组及MCAO/R+si-STIM1组,后3组小鼠建立MCAO/R模型,MCAO/R+si-Ctrl组及MCAO/R+si-STIM1组小鼠分别转染空载体对照病毒和 STIM1基因敲除慢病毒。观察STIM1转染效率及各组小鼠中小胶质/巨噬细胞M1型活化标记物分化抗原86(CD86)的表达情况。(2)细胞实验:将原代小胶质细胞分为Ctrl组、氧糖剥夺/复氧(OGD/R)组、OGD/R+si-Ctrl组、OGD/R+si-STIM1组、OGD/R+溶媒组及OGD/R+4-苯基丁酸(4-PBA)组。后5组细胞构建OGD/R模型,OGD/R+si-Ctrl组、OGD/R+si-STIM1组细胞分别转染空载体对照病毒和 STIM1基因敲除慢病毒;OGD/R+4-PBA组细胞在OGD/R造模前24 h使用1 mmol/L预处理1 h以抑制内质网应激(ERS),OGD/R+溶媒组细胞同时间使用0.5%二甲基亚砜(DMSO)预处理1 h。采用Western blotting、ELISA、RT-qPCR等方法检测细胞模型中小胶质/巨噬细胞M1型活化标记物CD86、炎性因子肿瘤坏死因子-α( TNF-α) mRNA、IL-1β及ERS相关蛋白[转录因子C/EBP同源蛋白(CHOP)、活化转录因子4(ATF4)]的表达情况。 结果:(1)动物实验:MCAO/R+si-STIM1组STIM1表达水平较假手术组、MACO/R组及MCAO/R+si-Ctrl组均明显降低,差异均有统计学意义( P<0.05)。与MCAO/R组及MCAO/R+si-Ctrl组比较,MCAO/R+si-STIM1组小鼠缺血灶周围CD86与Iba-1共表达的小胶质/巨噬细胞数显著降低,差异有统计学意义( P<0.05)。(2)细胞实验:与OGD/R组及OGD/R+si-Ctrl组相比,OGD/R+si-STIM1组细胞STIM1、CD86、 TNF-α mRNA表达水平及上清液中IL-1β含量均显著降低,差异均有统计学意义( P<0.05)。同样地,与OGD/R组及OGD/R+si-Ctrl组相比,OGD/R+si-STIM1组细胞ERS相关蛋白ATF4、CHOP表达水平亦显著降低,差异均有统计学意义( P<0.05)。此外,与OGD/R组及OGD/R+溶媒组相比,OGD/R+4-PBA组细胞中CD86表达水平、 TNF-α mRNA表达水平及IL-1β含量均显著降低,差异均有统计学意义( P<0.05)。 结论:STIM1通过调控ERS水平影响脑缺血再灌注损伤后小胶质/巨噬细胞的M1型活化。
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编辑人员丨4天前
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基于GEO数据库呼吸机相关性肺损伤小鼠基因芯片数据的生物信息学分析及关键基因验证
编辑人员丨4天前
目的:利用生物信息学方法挖掘呼吸机相关性肺损伤(VILI)小鼠的差异表达基因(DEG),并通过构建VILI小鼠模型对关键基因进行验证。方法:①实验1(生物信息学分析):从基因表达数据库(GEO)下载VILI与自主呼吸对照组小鼠的肺组织基因芯片数据GSE9368和GSE11662,通过统计分析获得DEG,运用韦恩图获得两个数据的共同DEG,然后使用DAVID在线数据库对共同DEG进行基因本体(GO)功能注释和京都基因与基因组百科(KEGG)通路富集分析,最后利用基因与蛋白质相互作用检索在线数据库(STRING)对共同DEG进行基因编码蛋白相互作用(PPI)分析,并运用CytoScape软件、分子复合物检测分析插件(MCODE),以及CytoHubba插件中最大团中心性(MCC)、最大邻居连通度(MNC)与度(degree)算法进行拓扑分析,筛选出关键基因。②实验2(相关基因编码蛋白验证):构建C57BL/6小鼠大潮气量(20 mL/kg)VILI模型,并设自主呼吸对照组。取小鼠肺组织进行苏木素-伊红(HE)染色,观察肺组织病理学改变;并对实验1中筛选出的关键基因编码蛋白进行免疫组化验证。结果:①实验1结果:GSE9368数据中筛选出114个DEG,其中上调99个,下调15个;GSE11662数据中筛选出258个DEG,其中上调188个,下调70个;获得共同DEG 66个,其中上调61个,下调5个。GO功能注释结果表明,共同DEG参与炎症反应、免疫应答、白细胞及中性粒细胞趋化浸润等过程;KEGG通路富集分析提示共同DEG主要富集于细胞黏附、细胞因子-细胞因子受体相互作用及肿瘤坏死因子(TNF)信号通路等。通过STRING及CytoScape构建差异基因PPI网络图和重要子模块,并获得拓扑分析MCC、MNC及degree算法得出的交集基因,分别为细胞因子信号转导抑制因子3(SOCS3)、白细胞介素-1β(IL-1β)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、整合素Itgam、CXC型趋化因子配体2(CXCL2)、CXC型趋化因子受体2(CXCR2)、L-选择素Sell及CC型趋化因子受体1(CCR1)。②实验2结果:构建大潮气量VILI小鼠模型结果显示,与自主呼吸对照组相比,机械通气结束后0 h小鼠肺组织有所损伤;通气结束后6 h肺组织结构受损明显,肺泡腔可见不同程度出血和塌陷,肺泡壁明显增厚,肺泡腔及间质还可见炎症细胞浸润。对拓扑分析交集前3位基因IL-1β、SOCS3、MMP-9的编码蛋白进行免疫组化染色,结果显示,随通气时间延长,小鼠肺组织中IL-1β、SOCS3、MMP-9蛋白表达逐渐上调,6 h时与自主呼吸对照组比较差异均有统计学意义〔IL-1β(积分 A值):8.40±2.67比5.10±0.94,SOCS3(积分 A值):9.74±1.80比5.95±1.31,MMP-9(积分 A值):11.45±6.20比5.36±1.28,均 P<0.05〕。 结论:基于GSE9368和GSE11662数据的生物信息学分析发现,VILI与炎症损伤、细胞因子及免疫细胞浸润相关;IL-1β、SOCS3、MMP-9蛋白可能为VILI生物标志物。
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编辑人员丨4天前
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高度近视患者房水非标记定量蛋白质组学分析
编辑人员丨4天前
目的:采用定量蛋白质组学技术分析高度近视患者房水中的蛋白质组谱。方法:纳入2019年1—8月在天津医科大学眼科医院于白内障手术中用1 ml注射器采集伴或不伴高度近视的年龄相关性白内障患者房水标本各34例34眼(每例100 μl),分别作为高度近视白内障组和单纯白内障组。各组分别选取16例16眼房水标本,采用BCA法进行蛋白定量并比较,采用非标记液相色谱串联质谱分析得到2个组的差异表达蛋白。进一步将生物大数据用基因本体功能富集和京都基因与基因组百科全书通路富集分析差异表达蛋白的功能和信号转导通路。各组分别选取18例18眼房水标本采用酶联免疫吸附实验(ELISA)进行质谱检测结果的扩大样本量验证。结果:高度近视白内障组房水标本平均蛋白质量浓度为(1 134.91±104.78)ng/L,明显高于单纯白内障组的(706.71±85.43)ng/L,差异有统计学意义( t=11.977, P<0.01)。2个组患者房水标本中共鉴定出463个可定量蛋白质,其中86个差异表达蛋白质,包括49个表达上调蛋白和37个表达下调蛋白。这些差异表达蛋白的分类主要包括蛋白结合活性调节因子、细胞外基质蛋白、载体蛋白、细胞间信号分子、蛋白质修饰酶等,分别占32.70%、14.50%、9.10%、9.10%和7.30%。生物信息学分析表明,86个差异表达蛋白主要富集在补体激活及其调节、急性炎症反应、细胞外基质组织重塑等生物学过程。其中21个差异表达蛋白富集于补体和凝血级联通路,15个差异表达蛋白富集于细胞外基质-受体相互作用通路,8个差异表达蛋白富集于PI3K-Akt信号通路。ELISA结果表明,随机选取的3个差异表达蛋白在2个组之间表达变化趋势均与非标记定量蛋白质组学分析结果一致。 结论:高度近视白内障与单纯白内障之间房水蛋白质表达谱有显著变化,高度近视与炎症和免疫相互作用以及细胞外基质的重塑密切相关。
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编辑人员丨4天前
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基质相互作用分子1在缺血性脑卒中的研究进展
编辑人员丨4天前
基质相互作用分子1(STIM1)是钙池操纵性钙内流(SOCE)的关键成分,通过感知内质网腔内存储Ca 2+含量以控制质膜Ca 2+通道的开放与关闭,进而影响细胞粘附、迁移、基因表达和增殖等过程。研究表明,在缺血性脑卒中(IS)的发生发展过程中,STIM1在神经元、内皮细胞和血小板等多种细胞中表达异常,在高血压调控以及促进血栓形成、激活细胞自噬、介导细胞凋亡和促进神经炎症的病理过程中发挥重要作用。本文对STIM1在IS发生发展和预后评估中的研究进展进行总结,力求为寻找IS的潜在治疗靶点提供理论参考。
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编辑人员丨4天前
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T-2毒素、DON诱导人软骨细胞差异表达基因与大骨节病的关系分析
编辑人员丨4天前
目的:探讨T-2毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)诱导人软骨细胞差异表达基因与大骨节病(KBD)之间的关系,寻找KBD的潜在分子标志物。方法:采用基因表达谱芯片对T-2毒素(0.01 μg/ml)、DON(1.0 μg/ml)诱导正常人软骨细胞的差异表达基因进行分析,比较其与KBD软骨细胞差异表达基因的异同;并对各组差异表达基因进行KEGG通路富集分析;进一步比较分析T-2毒素、DON诱导人软骨细胞后KBD易感基因的表达情况。结果:基因表达谱芯片分析结果显示,T-2毒素、DON诱导人软骨细胞与正常对照细胞比较分别有882(上调基因349个、下调基因533个)和2 118个差异表达基因(上调基因1 124个、下调基因994个);与KBD软骨细胞差异表达基因比较,表达趋势一致的基因包括B细胞易位基因1(BTG1)、G蛋白信号调节蛋白5(RGS5)、脂肪酸结合蛋白4(FABP4)和衰老关键蛋白1(FBLN1),相同的KEGG通路包括p53、细胞外基质受体相互作用和磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B(PI3K-Akt)信号通路。T-2毒素、DON诱导人软骨细胞均可引起KBD易感基因生长分化因子5(GDF5)表达上调、Ⅸ型胶原A1(COL9A1)表达下调。结论:BTG1、RGS5、FABP4、FBLN1、GDF5及COL9A1基因在KBD发病中有重要作用,可作为KBD病因机制的潜在分子标志物。
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编辑人员丨4天前
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基于多数据库分析转移性黑色素瘤和乳腺癌脑转移的关键调控基因及其生物学特征
编辑人员丨4天前
目的:通过生物信息数据库的挖掘,探究转移性黑色素瘤和乳腺癌脑转移的关键调控基因、生物学特征和通路。方法:使用基因表达综合(GEO)数据库中转移性黑色素瘤和乳腺癌脑转移的样本数据集GSE8401、GSE46517和GSE12237进行差异基因筛选,设定 P<0.05及logFC>2具有统计学意义,找出差异基因(DEGs)。进一步对DEGs进行基因本体论(Gene Ontology)分析和DAVID数据库通路分析,使用String数据库制作DEGs的蛋白质相互作用(PPI)网络并利用Cytoscape可视化,使用分子复合物检测(MCODE)插件用于筛选Cytoscape中PPI网络的显著交互模块,使用cytoHubba插件对网络进一步分析,采用六种算法来选择枢纽基因,最后使用GeneMARIA数据库构建了枢纽基因和具有共同生物学功能的基因的共表达网络。 结果:最终得到158个DEGs( P<0.05,logFC>2),其中45个基因显著下调,113个显著上调。筛选所得的DEGs主要GO富集为:(1)生物过程(BP):DEGs主要富集在RNA剪接的调控,通过剪接体调控mRNA的剪接,DNA重组的正调控,双链断裂修复的正调控。(2)细胞成分(CC):DEGs主要集中在核小体,焦点黏附,细胞-基质结合点,核染色体,原始溶酶体,嗜酸性颗粒体。(3)分子功能(MF):DEGs主要集中在DNA转录因子结合和RNA聚合酶Ⅱ特异性DNA结合转录因子结合上。通过string数据库,获得初步的DEGs的PPI网络(度截止=2,节点分数截止=0.2,k核心=2,最大深度=100),得到158个蛋白质节点和196条连线。通过Cytoscape筛选获得显著的交互模块,模块1的MCODE得分为4.8,而其seed基因为UBE2V1。筛选出核心DEGs 5个,分别为UBE2N、UBE2V2、RBX1、UBE2B和RXRA。 结论:泛素化途径和核调控的细胞死亡和代谢在转移性黑色素瘤和乳腺癌脑转移中发挥重要作用。
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编辑人员丨4天前
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2型糖尿病肾病肾小球病变关键基因的生物信息学研究
编辑人员丨4天前
目的:基于生物信息学技术筛选2型糖尿病肾病(DN)肾小球病变差异表达基因,并探讨其在分子过程中可能的途径。方法:筛选基因表达公共数据库(GEO)中DN相关基因芯片数据集GSE96804,采用R 3.6.2软件分析在DN肾小球与正常肾小球中差异表达的基因。对筛选得到的差异基因进行基因本体论(GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路分析。应用蛋白-蛋白相互作用数据库(String)11.0及Cytoscape 3.7.2软件分析关键基因及其相关通路。结果:通过生物信息学方法得到168个差异表达基因,筛选后得到7个关键基因ALB、FN1、EGF、PTGS2、PLG、KDR、LOX,其中ALB、EGF、PLG直接作用于肾小球。差异基因的GO富集分析主要表现在细胞外基质组织、细胞外结构组织、血小板脱颗粒等生物过程,细胞外基质、分泌颗粒腔、血小板α颗粒等细胞组成,分子伴侣结合、铜离子结合、抗氧化活性等分子功能。主要调控与脂肪酸降解信号通路、CYP酶相关的外源性物质代谢及药物代谢信号通路相关的代谢过程。结论:本研究从肾小球病变的角度进行生物信息学分析,有利于了解DN发生的潜在分子机制,为进一步验证研究提供参考。
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编辑人员丨4天前
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剥脱综合征患者房水蛋白质组学分析
编辑人员丨4天前
目的:分析剥脱综合征(XFS)患者房水蛋白质的表达差异。方法:收集2020年6月至2021年1月在和田地区人民医院拟行手术治疗的维吾尔族年龄相关性白内障患者和XFS伴白内障患者各10例,分别作为白内障组和XFS组。术中借助超声乳化手术通道吸取前房中部50~100 μl房水。通过非标记定量蛋白质组学质谱分析技术对房水中提取的蛋白进行分析,以白内障组作为对照组,并根据 P<0.05、差异倍数>1.5的标准筛选得到XFS组的差异表达蛋白。通过基因本体论(GO)功能分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路分析来探讨XFS组差异表达蛋白的功能及调控信号通路。 结果:与白内障组相比,XFS组共鉴定出25个差异表达蛋白,这些蛋白主要涉及细胞黏附、受体、水解酶、分子运输等。表达下调的蛋白有14个,包括补体H因子相关蛋白1(CFHR1)、内质网分子伴侣BiP(HSPA5)、双糖链蛋白多糖(BGN)、FRAS1相关的细胞外基质蛋白2(FREM2)、血红蛋白亚基δ(HBD)、血红蛋白亚单位γ1(HBG1)、棕榈酰蛋白水解酶2(PPT2)等。表达上调的蛋白有11个,包括转化生长因子结合蛋白2(LTBP2)、极低密度脂蛋白受体、层粘连蛋白亚基α2(LAMA2)、凝血因子Ⅸ(F9)等。其中,FREM2为XFS组差异表达最显著的蛋白,其在XFS组个体样本中表达水平基本一致。GO分析显示,这些差异蛋白主要定位于胶原蛋白的细胞外基质、结合珠蛋白-血红蛋白复合物、血浆脂蛋白颗粒和溶酶体腔;分子功能和生物学过程显示,HBD和HBG1参与细胞解毒过程,PPT2参与水解酶活性,BGN和LTBP2参与糖胺聚糖结合。KEGG信号通路分析显示,CFHR1和F9参与补体和凝血级联通路;FREM2和LAMA2参与细胞外基质相互作用通路。结论:XFS的进展可能与细胞外基质蛋白的改变、血-房水屏障破坏以及潜在的炎症反应有关。显著下调的FREM2可能作为XFS潜在的生物学标志物。
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编辑人员丨4天前
