目的:基于生物信息学技术研究，挖掘前列腺癌（PCa）淋巴结转移相关的分子标志物并进行临床验证。方法:从基因表达综合数据库（GEO）数据筛选出淋巴结转移PCa的差异表达基因，构建基因共表达网络枢纽基因，将枢纽基因纳入支持向量机模型评估PCa淋巴结转移预测效能。在癌症基因组图谱（TCGA）数据集中对枢纽基因进行验证并进行免疫浸润分析。收集2019年1月至2022年12月就诊于河北医科大学第四医院的80例PCa患者的临床资料，采用logistic风险模型评估枢纽基因对PCa淋巴转移预测效能。结果:共鉴别出5个枢纽基因（GSK3B、TP53、PSMC6、SUMO1、PIK3CA），其构建的支持向量机模型有着良好的预测价值（准确率83.87%）。TCGA验证结果显示仅PSMC6在存在淋巴结转移PCa组织中表达差异有统计学意义（ P<0.001）。免疫浸润分析结果显示PSMC6的表达量与9种免疫细胞（B细胞、树突状细胞、成熟树突状细胞等）有关联。临床信息分析示PSMC6的表达量与淋巴结转移、前列腺特异性抗原（PSA）、T分期、Gleason评分有相关性（ P<0.01）。单因素logistic回归分析结果显示T分期（ OR=3.230，95% CI：1.192~8.757， P=0.021）、Gleason评分（ OR=4.627，95% CI：2.212~9.677， P<0.001）、PSMC6（ OR=25.235，95% CI：5.326~119.560，， P<0.001）可作为淋巴结转移的预测因素。多因素logistic回归分析结果显示，PSMC6（ OR=16.537，95% CI：2.928~93.393， P=0.001）可作为预测PCa淋巴结转移的危险因素。 结论:PSMC6可能可以作为判断PCa患者淋巴结转移情况潜在分子标志物。

代谢重编程是肿瘤的重要特征之一。肝脏是体内三大营养物质糖、脂质、氨基酸代谢的重要枢纽。肝细胞癌（HCC）中可呈现多种特征性代谢改变，如有氧糖酵解增加、脂肪从头合成增强、谷氨酰胺消耗和氧化代谢失衡等，从而为快速生长和增殖的肿瘤细胞提供能量和生物大分子合成原料。肿瘤代谢重编程过程受代谢酶活性改变、基因表达异常、信号转导通路失调等多因素调节。高通量代谢组学技术的进步为发现新的HCC生物标志物和代谢靶点提供了平台。深入研究HCC的代谢特征及调控机制对于以肿瘤代谢为靶点的新型抗代谢药物的研发至关重要。

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。

目的:基于生物信息学分析慢性阻塞性肺疾病(COPD)状态对非小细胞肺癌(NSCLC)的影响，以期揭示COPD状态对非小细胞肺癌的影响。方法:从癌症基因组图谱数据库中下载161例肺癌患者的相关信息并根据病理类型与肺功能结果进行分组。在同一病理下，比较有无COPD的两组的差异。京都基因与基因组百科全书(KEGG)和基因本体论(GO)分析用于功能富集分析，进行加权共表达网络分析(WGCNA)并构建蛋白互作网络(PPI)筛选核心枢纽基因。所有计量资料组间比较采用 t检验，计数资料组间比较采用 χ2检验。 结果:本研究纳入了161例肺癌患者的样本数据。有、无COPD在临床特征、体细胞基因突变频率以及免疫细胞浸润上差异无统计学意义( P>0.05)。在鳞癌及腺癌中，COPD组别中大量代谢有关通路上调，而细胞趋化能力的调节等通路下调。后续WGCNA及PPI分析鉴定出钠离子通道α2亚基(SCN2A)、富酪蛋白(STATH)、细胞色素P450家族成员(CYP1A2及CYP1B1)、γ-氨基丁酸A型受体亚基(GABRA1)紧密连接蛋白17 (CLDN17)、调节突触膜胞吐蛋白1 (RIMS1)、维生素D结合蛋白(GC)以及血浆铜蓝蛋白(CP)可能是潜在枢纽基因。只有在腺癌中，COPD组的患者年龄组成比率上[<60岁：80.8%(21/26)；>60岁：19.2%(5/26)]相比无COPD组[<60岁：56.1%(32/57)；>60岁：43.9%(25/57)]，结果差异有统计学意义( χ2＝4.693， P<0.05)。 结论:COPD状态对肺癌的预后，体细胞突变等无贡献，并提出9个潜在的COPD型肺癌关键枢纽基因。

目的:探讨脓毒症相关性脑病（sepsis-associated encephalopathy, SAE）的相关差异表达基因（differentially expressed gene, DEG）和信号转导途径。方法:基于基因表达数据库（gene expression omnibus, GEO）的脓毒症患者脑组织的基因组数据，采用基因本体（gene ontology, GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG）富集分析，以及蛋白-蛋白相互作用网络（protein-protein interaction, PPI）分析，确定SAE的DEG。结果:DEG在免疫应答、炎症反应、凋亡过程的负调控、蛋白质水解等方面显著富集。通过PPI分析筛选出10个枢纽基因，包括固醇调节元件结合转录因子1（sterol regulatory element binding transcription factor 1, SREBF1）、细胞因子信号转导抑制因子-3（suppressor of cytokine signaling 3, SOCS3）、封闭蛋白5（claudin 5, CLDN5）、免疫球蛋白结构域蛋白4（V-set and immunoglobulin domain containing 4, VSIG4）、DNA损伤诱导蛋白45β（growth arrest and DNA damage inducible protein 45β, GADD45β）、细胞间黏附分子-1（intercellular adhesion molecule 1, ICAM1）、血管生成素-2基因（angiopoietin 2, ANGPT2）、CD14、CD163、血栓反应蛋白1（thrombospondin 1, THBS1）。结论:通过生物信息学方法挖掘出与SAE相关的10个枢纽基因，这些基因和机体的免疫炎症相关。

目的:通过生物信息学方法对基因表达综合(GEO)数据库中超高剂量率(FLASH)放疗的数据进行分析，寻找参与调控急性T淋巴细胞白血病FLASH放疗敏感性的枢纽(Hub)基因。方法:从GEO数据库中下载和提取接受FLASH放疗恶性肿瘤基因表达谱芯片数据，采用R软件进行差异基因的筛选，并对这些基因进行生物学功能、信号传导通路等分析。通过STRING在线软件分析差异基因的蛋白质相互作用(PPI) 网络，Cytoscape插件筛选Hub基因。最后，应用肿瘤基因组图谱(TCGA)和GTEx数据库验证Hub基因在急性T淋巴细胞白血病中的表达情况。结果:自GEO数据库中获得GSE100718芯片数据，共有12 800个基因与急性T淋巴细胞白血病放疗敏感性相关。选择表达量显著改变的61个基因进行进一步分析，这些基因参与代谢、应激反应、免疫应答等生物学过程。主要涉及氧化磷酸化、未折叠蛋白应答、脂质代谢等信号转导通路。通过PPI分析筛选出的Hub基因及后续验证表明HSPA5及SCD参与调控FLASH放疗敏感性，且在合并TRD/LMO2融合基因的急性T淋巴细胞白血病中显著高表达。结论:通过生物信息学分析可以有效筛选出调控FLASH放疗敏感性的Hub基因，基因表达谱可用于指导肿瘤患者分层以实现精准放疗。

目的:探究柚皮素（naringenin）对缺血再灌注（ischemia-reperfusion，IR）致急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）的预防作用及其机制。方法:为探究柚皮素的肾脏保护作用，大鼠经柚皮素预处理后，使用经典的双侧肾蒂夹闭法构建IR-AKI大鼠模型，HE染色检测大鼠病理损伤程度，苦味酸法检测肾功能，实时荧光定量PCR法检测炎症相关基因表达水平。进一步通过差异基因分析和蛋白质互作网络筛选IR-AKI过程中的枢纽基因，预测其转录因子并构建调控IR-AKI的转录因子蛋白库，经反向分子对接筛选可与柚皮素结合的转录因子并对其结合模式进行进一步分析以探究柚皮素对IR-AKI的保护机制。最后通过实验方法验证生物信息学结果。结果:与AKI组相比，柚皮素预处理组大鼠肾脏病理明显改善，肾小管损伤评分减少（ P<0.01），血肌酐水平及肾损伤分子1（KIM-1）mRNA表达明显下降（均 P<0.05），证实柚皮素对IR-AKI的预防作用。实时荧光定量PCR结果显示，柚皮素预处理可减轻IR-AKI后核因子κB（NF-κB）、肿瘤坏死因子α及白细胞介素1β的表达（均 P<0.05），即柚皮素对IR-AKI的炎症损伤具有抑制作用。对GSE98622数据集进行差异基因分析，得到359个差异基因。反向分子对接结果显示，在IR-AKI中，柚皮素可与NFKBIA、BCL3、NFKB2、RELA等主要富集在NF-κB相关炎症通路中的转录因子结合，且显著升高AKI后 BCL3的表达量（ P<0.05），抑制 RELA、 NFKB2表达（均 P<0.05）。 结论:柚皮素可预防由IR-AKI导致的炎性反应，其机制与促进BCL3表达从而抑制NF-κB通路有关。

目的:本研究旨在通过生物信息学挖掘与RA滑膜中与疾病发生发展相关的差异表达基因，探讨甲氨蝶呤、托珠单抗和利妥昔单抗等DMARDs对RA滑膜差异表达基因（DEGs）的影响。方法:从公共基因芯片数据库（GEO）中获取RA表达谱芯片GSE7307、GSE12021、GSE55457、GSE55235、GSE77298、GSE89408，包括113份RA滑膜组织标本和70份健康对照（HC）滑膜组织标本。同时获得51例RA治疗前后滑膜表达谱芯片GSE45867、GSE24742、GSE97165。纳入甲氨蝶呤治疗样本8例、托珠单抗治疗样本12例、利妥昔单抗治疗样本12例和三联DMARDs联合治疗样本19例。采用R软件筛选DEGs，制作治疗前后及RA和健康对照（HC）DEGs的Venn图并进行基因本体论（GO）功能富集以及京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。STRING在线分析工具及Cytoscape软件进一步筛选关键基因。结果:与HC相比，RA的滑膜组织中有797个上调DEGs，434个下调DEGs，这些DEGs主要富集在淋巴细胞活化、免疫反应的正向调节等。利用Cytoscape和cytoHubba，在STRING数据库模型的基础上获得的5组差异基因，degree算法筛选出了10个hub基因，分别是LCK、SYK、PTPRC、HLA-DRA、LYN、NCAPG、TOP2A、JUN、CXCR4、CCNB1。甲氨蝶呤治疗显著上调20个DEGs，下调30个DEGs；利妥昔单抗治疗上调100个DEGs，下调55个DEGs；托珠单抗治疗上调91个DEGs，下调317个DEGs。这些差异改变的DEGs分别富集在调节细胞黏附、白细胞-细胞黏附、白细胞转移和胰岛素样生长因子受体信号通路上。值得注意的是，经过治疗，共有306个高表达的DEGs下调，36个低表达的DEGs上调。结论:LCK、胰岛素样生长因子受体信号通路等为RA发生发展以及DMARDs治疗的分子机制和关键枢纽基因，与RA对DMARDs治疗响应密切相关。

目的:通过转录组测序和生物信息学分析，探究小胶质细胞炎症激活的关键通路和基因。方法:使用质量浓度为1 μg/ml的脂多糖对小胶质细胞进行刺激，建立小胶质细胞炎症模型。使用ELISA法和RT-qPCR检测小胶质细胞炎症模型IL-6和TNF-α水平。对建立的小胶质细胞炎症模型进行转录组测序，采用生物信息学方法筛选出差异表达基因。对差异表达基因进行GO分析和KEGG分析。使用String数据库构建差异表达基因的蛋白互作网络，并使用Cytoscape软件进行蛋白互作网络的可视化。使用MCODE应用程序提取蛋白互作网络的模块，使用cytohubba应用程序提取枢纽基因。采用RT-qPCR验证枢纽基因的mRNA表达水平。对枢纽基因进行富集分析，预测其靶向miRNA，预测可能与其作用的药物。结果:经ELISA和RT-qPCR检验，小胶质细胞炎症模型建立成功。通过转录组测序和生物信息学分析，筛选出434个差异表达基因。GO分析显示这些差异表达基因主要集中在细胞对细胞因子刺激的反应、炎症反应、对外界刺激反应的调节等条目。KEGG分析显示这些差异表达基因主要集中在趋化因子信号通路、TNF信号通路、IL-17信号通路等通路。构建了这些差异表达基因的蛋白互作网络图，并进行了模块分析和枢纽基因的提取，枢纽基因大部分位于模块1内，模块1的种子基因为 S1pr1，枢纽基因包括 S1pr1、 Cxcr4、 Cx3cl1、 Cx3cr1、 Cxcl10、 Cxcl2、 Ccl4、 Ccl5、 Ccl9、 Fpr1。RT-qPCR结果显示，与培养液组相比，脂多糖组中 S1pr1、 Cxcr4、 Cx3cl1、 Cx3cr1的mRNA表达下调， Cxcl10、 Cxcl2、 Ccl4、 Ccl5、 Ccl9、 Fpr1的mRNA表达上调。枢纽基因的富集分析主要集中在趋化因子介导的信号通路、视紫红质样受体、细胞趋化性等条目。预测了可能和枢纽基因作用的miRNA和药物。 结论:通过对小胶质细胞炎症模型进行转录组测序和生物信息学分析，筛选出了差异表达基因，提取了枢纽基因和种子基因，有助于进一步理解小胶质细胞炎症的分子机制，为相关疾病的诊治提供潜在的靶点。

骨肿瘤高度的异质性使新型分子靶向疗法的发展受到一定局限，但另一方面也提示基因组多样性的共同表达调控通路可能为临床治疗提供至关重要的线索。相比点突变为主的癌，骨与软组织肉瘤在遗传学上以染色体改变为特征，产生的特异蛋白多是核心转录因子，驱动异常的转录调节进程，从而主导骨肿瘤的发生、发展。骨肿瘤恶性生物学行为的维持依赖转录的持续高水平活化，因此针对转录失调过程中关键的调控因子开发靶向药物可能是骨肿瘤治疗的前景方向。已证实细胞周期蛋白依赖性激酶-7（cyclin-dependent kinase-7，CDK7）是肿瘤异常转录调控的枢纽性节点，其通过磷酸化RNA聚合酶Ⅱ影响细胞生长、增殖、转移等多种生物学功能。关键因子CDK7的精细调控决定着肿瘤特征性的转录依赖，靶向抑制CDK7是阻遏肿瘤生长的有效策略，尤其是特定遗传背景的肿瘤类型对CDK7的干预高度敏感。越来越多的研究表明，CDK7与骨肿瘤的发生、发展密切相关，有望成为骨肿瘤治疗的潜力靶标。