目的 通过机器学习建立并验证阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)发病机制中双硫死亡相关基因的表达模式和诊断性生物标志物.方法 从GEO数据库下载GSE33000作为训练数据集,提取双硫死亡相关基因进行分析.通过免疫浸润和GSVA富集分析,比较AD患者和健康对照之间的差异表达基因在不同免疫细胞中的表达情况及其生物学功能.利用共识聚类方法将AD患者分为两个亚组,并对AD组与健康对照组及AD分型亚组进行加权基因共表达网络分析(WGCNA),将两个结果的交集基因作为AD特征基因.通过随机森林模型(RF)和支持向量机模型(SVM)、极限梯度提升算法(XGB)模型和广义线性模型(GLM)构建训练模型,筛选出最相关的5个基因作为诊断性标志物,并在GSE122063数据集中进行验证.结果 在文献中已证实的24个双硫死亡相关基因中,有22个基因在AD发病过程中显著差异表达.免疫浸润分析发现浆细胞、CD8+T细胞、单核细胞可能在双硫死亡调控AD中发挥重要作用.GSVA富集分析结果表明:对比于C1亚组,C2亚组中双硫死亡相关差异表达基因在亨廷顿病、帕金森病和阿尔茨海默病中上调.通过共识聚类方法将AD基因分为两个亚组(C1和C2),通过WGCNA识别显著模块并将结果取交集后获得63个AD特征性基因.训练模型结果显示,SVM模型的残差分布最低,ROC曲线下面积(AUC)值最高(0.946).SVM模型筛选的前5个AD特征基因为PARP10、MAP2K1、PTBP1、PAK1和NMS,并基于此建立AD诊断风险评估列线图.决策曲线和校正曲线分析结果显示该模型预测准确度良好.在GSE122063外部数据集中验证模型准确性,ROC结果显示AUC值为0.788,模型构建成功.结论 双硫死亡在AD的发生和诊断中起重要作用,未来可根据双硫死亡相关基因预测并筛选具有潜在治疗AD作用的药物.

目的:分析Eph受体A(Eph receptor A, EPHA)5突变预测肺腺癌(lung adenocarcinoma, LUAD)免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors, ICI)治疗预后的临床意义。方法:通过生物信息学分析癌症药物敏感性基因组学(genomics of drug sensitivity in cancer, GDSC)-LUAD数据集、癌症基因组图谱(the cancer genome atlas, TCGA)-LUAD数据集中可能与LUAD患者ICI应答相关的突变基因。选择2020年1月至2021年1月我院接受帕博利珠单抗治疗的96例LUAD患者，收集患者的石蜡包埋组织肿瘤标本和匹配的血液样本，采用二代基因测序。根据检测结果分为EPHA5-WT亚组66例和EPHA5-MT亚组30例。记录患者的客观缓解率(objective response rate, ORR)、疾病控制率(disease control rate, DCR)及无进展生存期(progression-free survival, PFS)。结果:生物信息学分析显示，EPHA5-MT的LUAD患者可从ICI治疗中获益。临床队列分析结果显示，EPHA5-MT亚组LUAD的肿瘤突变负荷值27.34(19.98，53.24)mut/Mb高于EPHA5-WT亚组13.70(10.77，17.75)mut/Mb(P<0.001)。EPHA5-WT亚组ORR 22.73%低于EPHA5-MT亚组33.33%(P>0.05)，EPHA5-MT亚组的DCR 86.67%高于EPHA5-WT亚组62.12%(P<0.05)。EPHA5-WT亚组疾病进展36例(54.55%)，其中死亡11例。高于EPHA5-MT亚组8例(26.67%)，其中死亡4例。单因素及多因素COX回归分析显示，EPHA5-WT相较于EPHA5-MT是LUAD患者ICI治疗后发生疾病进展的危险因素。绘制Kaplan-Meier生存曲线显示，EPHA5-MT组LUAD患者PFS 14.53[5.71～26.23]个月长于EPHA5-WT组7.89(0.59～30.67)个月(P<0.005)。结论:EPHA5-MT是影响LUAD ICI治疗预后的生物标志物。

目的:探讨lncRNA相关内源竞争RN A(ceRNA)网络在早发性卵巢功能不全中的作用机制.方法:从Gene Expression Omnibus(GEO)数据库中筛选出两个早发性卵巢功能不全患者的数据集,使用R语言"limma"包筛选出差异表达的lncRNA、miRNA和mRNA.使用Starbase数据库预测与差异lncRNA相互作用的miRNAs,使用TargetScan和miRDB数据库预测与差异miRNAs相互作用的mRNAs,预测的mRNAs与差异mRNAs取交集.根据RNA之间的相互作用关系,建立早发性卵巢功能不全的lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA调控网络.使用Metascape在线工具对ceRNA调控网络中的mRNA进行GO和KEGG功能分析,通过String数据库建立蛋白质相互作用(PPI)网络,利用Cytohubba插件识别PPI网络中的hub基因并构建lncRNA-miRNA-hub基因网络.结果:从早发性卵巢功能不全患者与正常对照组中筛选了 116个差异lncRNAs,22个差异miRNAs和282个差异mRNAs.通过116个差异lncRNAs,利用数据库预测到了 13个差异lncRNAs,7个差异miRNAs和54个差异mR-NAs的相互作用,构建了早发性卵巢功能不全的lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA调控网络.GO和KEGG富集分析结果显示,调控网络中的mRNA参与早发性卵巢功能不全的生物学过程,包括凋亡信号通路、mRNA的代谢过程和cAMP信号通路.通过PPI 网络筛选了 8 个 hub 基因(EIF4ENIF1、SENP1、RBM5、DYNLL2、AGO2、SRSF1、CAPZB、SRSF10),构建了一个 lncRNA-miR-NA-hub基因网络.结论:12个lncRNA通过参与SRSF1等hub基因的表达,调控影响早发性卵巢功能不全的发生、发展.

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:筛选糖尿病肾病(DKD)小鼠肾脏组织中差异表达的长链非编码RNA(lncRNA)、小RNA(miR-NA),构建lncRNA相关竞争性内源RNA(ceRNA)调控网络.方法:选取 6 只BKS-db/m雄性小鼠为对照组,6 只BKS-db/db雄性小鼠为模型组,模型组构建DKD小鼠模型.处死小鼠后取肾脏组织进行高通量测序,利用DESeq软件筛选两组差异表达的lncRNA、miRNA,使用Miranda软件进行差异表达的miRNA靶基因预测.构建lncRNA相关ceRNA调控网络并进行GO功能富集分析以及KEGG信号通路富集分析.结果:共筛选出DKD小鼠差异表达的lncRNA 1 495 个、差异表达的miRNA 72 个.成功构建由MSTRG.7252.3、MSTRG.10465.2、MSTRG.16253.3等23 个lncRNA、23 个miRNA与2 个mRNA组成,与lncRNA相关的ceRNA网络.GO功能富集分析显示,该网络主要涉及生物学过程、细胞组成和分子功能;KEGG信号通路富集显示,主要与PPAR信号通路、造血细胞谱系、细胞黏附分子、TNF信号通路等有关.结论:成功构建DKD小鼠lncRNA相关的ceRNA调控网络.

本研究对西方蜜蜂Apis mellifera脂动激素受体(Adipokinetic hormone receptor,AKHR)基因AmAKHR CDS区进行RT-PCR扩增和生物信息学分析,并测定了AmAKHR在工蜂不同组织和不同发育阶段的表达模式,旨在为进一步的功能研究提供参考和基础.通过PCR扩增AmAKHR的CDS,使用相关软件预测AmAKHR蛋白的理化性质、分子特征及蛋白互作网络.采用RT-qPCR技术检测AmAKHR在工蜂不同组织和不同发育阶段的相对表达量.结果表明,AmAKHR基因CDS长度为1 050 bp,编码349个氨基酸;AmAKHR的相对分子量约为40.63 kDa,分子式为C1873H2939N471O484S26,含39个磷酸化位点,7个α-跨膜螺旋结构及8个保守基序,不含信号肽,主要分布于质膜;AmAKHR与小蜜蜂Apis florea的AKHR在进化树上聚为一支;AmAKHR的二级结构包含127个无规则卷曲,124 个α-螺旋,87 条延伸链和11 个β-转角;AmAKHR与卵黄原蛋白和神经肽Corazonin等10个蛋白构成1个互作网络;AmAKHR在西方蜜蜂工蜂的毒腺、中肠、咽下腺、脂肪体、脑和触角等6个组织中差异表达,在脂肪体中的表达量最高,而在中肠中的表达量最低;AmAKHR在西方蜜蜂工蜂 1 日龄幼虫、3 日龄幼虫、5 日龄幼虫、2日龄预蛹、1日龄蛹中均有表达,且表达量随着日龄的增长而持续上调.研究结果揭示AmAKHR为疏水性蛋白和膜蛋白,并与卵黄原蛋白和神经肽等10个蛋白潜在互作,AmAKHR可能在西方蜜蜂工蜂的能量代谢、脂类分解和变态发育中发挥作用.

目的 基于高通量测序技术探讨荔枝核总黄酮(TFL)对肝纤维化大鼠差异lncRNAs、mRNAs表达的影响及其生物学功能分析.方法 2021年4-7月于广西中医药大学实验动物中心进行实验,建立肝纤维化大鼠模型,将大鼠随机分为对照组(Control,n=6)、模型组(Model,n=7)和荔枝核总黄酮组(TFL,n=7),TFL组大鼠给予TFL 50 mg·kg-1·d-1干预6周.采用HE和Masson染色观察肝脏组织纤维化改变,ELISA法测定血清透明质酸酶(HA)、Ⅳ型胶原(Ⅳ-C)、层黏连蛋白(LN)、Ⅲ型前胶原(PC-Ⅲ),RNA-seq高通量测序技术筛选Model和TFL组差异表达lncRNAs和mRNAs.cis方式预测差异表达lncRNAs靶基因,GO和KEGG对各差异表达lncRNAs靶基因和mRNAs进行生物学功能富集分析.结果 纤维化评分比较,Model组＞TFL组＞Control组(F=14.420,P＜0.001),大鼠血清 HA、LN、Ⅳ-C 和 PC Ⅲ 水平比较,Model 组＞TFL 组＞Control 组(F=47.055、74.655、177.328、54.445,P 均＜0.001).共筛选出Model组与TFL组差异表达lncRNAs 73个(上调43个,下调30个),Model组与TFL组差异表达mRNAs 261个(上调150个,下调111个),采用cis方式共预测到Model与TFL组24个靶基因;差异表达lncRNAs靶基因和mRNAs的生物学富集功能分析显示TFL通过参与昼夜节律、谷胱甘肽代谢泛醌、戊糖磷酸途径等信号通路发挥抗肝纤维化的作用.结论 TFL能够明显改善大鼠纤维化组织病理学形态,降低血清HA、Ⅳ-C、LN、PC-Ⅲ含量,其作用机制可能与调控特定差异lncRNAs和mRNAs表达,参与昼夜节律、谷胱甘肽代谢泛醌、戊糖磷酸途径等信号通路有关.

生物质作为可再生的碳源,其有效开发利用对我国碳达峰与碳中和目标的实现至关重要.我国生物质资源丰富多样,然而生物质能资源的定量评估研究较少,存在较大不确定性.我国生物质资源到底有多大,未来能源利用开发潜力有多少,一直是人们关注的焦点.本文构建了基于不同类别的生物质资源量综合核算模型,基于2001-2019年数据,分析了我国生物质资源量时空分布特征,并采用ARIMA模型模拟预测了我国未来生物质资源量及能源开发利用潜力.结果表明,我国生物质资源量和能源开发利用潜力,以年均约3％的增长率,从2001年的17.64和10.91 EJ,分别增加至2019年的30.59和18.08 EJ.我国生物质资源主要来自农林业废弃物和粪便(78.5％),且大西南、黄河中游、长江中游综合经济区的生物质资源量占比较高(50.3％).具体到各省份,河南、山东、广西、四川省生物质资源尤为丰富,占总生物质资源量的25.8％.未来伴随我国人口、粮食产量、畜牧业发展和造林面积的增加以及城镇化的推进,我国生物质资源量和能源开发利用潜力将不断增加,到2030年我国生物质资源量与能源开发利用潜力将增至38.17与22.46 EJ,到2060年将增至66.19与38.85 EJ,转化为生物质清洁能源产品的开发潜力巨大.本研究成果可推动我国生物质能源可持续发展,为我国清洁低碳能源资源普查和信息平台建立提供数据支撑.

目的 探讨miR-93-5p靶向STEAP4调控肝细胞癌(HCC)细胞增殖转移的分子机制.方法 对Huh7细胞转染miR-93-5p mimic和阴性对照寡核苷酸(miR-NC),实时荧光定量聚合酶链反应(qPCR)检测miR-93-5p表达情况.通过噻唑蓝(MTT)、细胞克隆和Transwell实验检测miR-93-5p在HCC细胞增殖、迁移和侵袭中的作用.双荧光素酶报告基因确定miR-93-5p靶基因STEAP4.通过蛋白质印迹法(Western blot)、qPCR、MTT、细胞克隆和Transwell实验检测miR-93-5p/STEAP4轴对HCC细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响.结果 对Huh7细胞转染miR-93-5p mimic和miR-NC后发现,miR-93-5p mimic 组 miR-93-5p 表达量(t=30.90,P＜0.01)、细胞活力(t=4.93,P＜0.01)、克隆形成(t=20.60,P＜0.05)、迁移细胞数(t=56.93,P＜0.01)和侵袭的细胞数(t=42.93,P＜0.01)明显高于 miR-NC(20.93±0.63 比 1.20±0.05、1.33±0.01 比 1.02±0.06、163.30±2.40 比94.33±2.33、237.70±1.45 比 132.00±1.15、167.70±1.44 比 88.00±1.53),差异有统计学意义(P＜0.05).通过生物信息学算法预测STEAP43'端非编码区(3'UTR)包含miR-93-5p的保守结合位点,是 miR-93-5p 靶基因.miR-93-5p mimic 与 pGL3-STEAP4-3'UTR-WT 共转染可显著抑制 Huh7细胞中的荧光素酶活性,miR-93-5p mimic+pGL3-STEAP4-3'UTR-WT组荧光素酶活性显著低于miR-NC+pGL3-STEAP4-3'UTR-WT 组(0.55±0.05 比 0.95±0.09),差异有统计学意义(t=48.99,P＜0.01).通过 Western blot 和 qPCR 证实,在转染 miR-93-5p mimic 的 Huh7 细胞中,STEAP4 的蛋白(0.77±0.03 比 0.22±0.04)和 mRNA(1.005±0.007 比 0.400±0.002)表达显著降低,差异有统计学意义(t=39.38、24.37,P＜0.05).miR-93-5p mimic 和 STEAP4 过表达质粒共同转染 Huh7 细胞,Western blot表明miR-93-5p mimic和STEAP4组中STEAP4蛋白表达显著低于STEAP4过表达组(0.86±0.04比1.25±0.03),差异有统计学意义(t=6.38,P＜0.05).MTT、克隆形成、迁移细胞数和侵袭的细胞数 miR-93-5p mimic 和 STEAP4 组明显高于 STEAP4 组(0.86±0.02 比 0.71±0.01、95.26±1.22 比 63.67±1.20、125.67±1.20 比 85.33±1.76、75.47±1.32 比 55.67±1.85),差异有统计学意义(t=9.01、18.83、14.21、9.04,P＜0.05).结论 miR-93-5p 通过靶向结合 STEAP4 显著调控HCC细胞的增殖、侵袭和迁移,为HCC患者提供了潜在的分子生物标志物.

组织蛋白酶在昆虫的消化、发育与变态中起重要作用,是捕食性蝽唾液(毒液)中普遍存在的成分,但其生理功能尚不清楚.本文利用同源比对的方法从蠋蝽Arma custos基因组中鉴定出组织蛋白酶基因,使用生物信息学软件分析其序列特征和进化关系,采用 RT-PCR 技术分析它们在成虫不同组织中的表达特征.结果表明,蠋蝽基因组中有 37个组织蛋白酶基因,根据结构域分为组织蛋白酶B(AcCAB1-4)、组织蛋白酶D(AcCAD1-13)和组织蛋白酶 L(AcCAL1-20).多序列比对及结构域预测结果表明,组织蛋白酶 B 和组织蛋白酶 L 均含有Peptidase_C1 结构域、保守的酶催化位点(谷氨酰胺、半胱氨酸、组氨酸和天冬酰胺)以及 1 个由半胱氨酸残基(C)和组氨酸残基(H)构成的催化二联体,而组织蛋白酶 D 中存在保守 Asp 结构域和 2 个保守的酶催化位点(天冬氨酸).RT-PCR结果显示,除AcCAL7和AcCAB2外,其余33个组织蛋白酶基因均在肠道中表达,且绝大多数表现特异性或高表达.AcCAL2、AcCAL5-7、AcCAL9等 20个组织蛋白酶基因在唾液腺中表达,且AcCAL2仅在主腺后叶和副腺表达,AcCAL7仅在主腺前叶表达,AcCAD13仅在主腺后叶表达,AcCAB2仅在主腺前叶和主腺后叶表达.这些结果表明,多数组织蛋白酶基因在蠋蝽口外消化和肠道消化中发挥消化功能.