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通过转录组测序和生物信息学方法鉴别小胶质细胞炎症激活过程中的关键通路和基因
编辑人员丨1周前
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。
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编辑人员丨1周前
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趋化因子受体CX3CR1促进单核来源朗格汉斯细胞亚群局部重建维持慢性皮肤炎症反应
编辑人员丨1周前
目的:探讨趋化因子受体CX3CR1在慢性皮肤炎症反应中的作用及调控机制。方法:通过二硝基氟苯诱导野生型(wild type,WT)和 Cx3 cr1 GFP/GFP基因缺陷小鼠制备急性和慢性变应性接触性皮炎(allergic contact dermatitis, ACD)模型,HE染色检测小鼠耳朵炎症变化及耳朵肿胀程度,流式细胞术(flow cytometry, FCM)分析小鼠表皮朗格汉斯细胞(Langerhans cell, LC)亚群包括经典LC和单核来源LC(monocyte-derived LC, Mo-LC)比例的变化,同时使用紫外线(ultraviolet, UV)照射诱导小鼠皮肤炎症反应模型进行相应细胞亚群的FCM分析;FCM分析Mo-LC表型及功能变化包括主要组织相容性复合体Ⅱ(major histocompatibility complex Ⅱ,MHCⅡ)、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、TNF-α的表达水平。免疫组化法、定量RT-PCR和Western blot分析人慢性皮肤炎症组织中CX3CL1表达水平,免疫荧光染色检测CD1a、CD14及CD207表达。 结果:在慢性ACD模型中, Cx3 cr1 GFP/GFP小鼠耳朵炎性程度和肿胀程度比WT小鼠明显减轻,而在急性ACD模型中两组差异无统计学意义。Mo-LC细胞比例在慢性ACD模型及UV照射后期(3周)明显降低。此外,与经典LC比较,Mo-LC表达高水平MHCⅡ分子以及炎性因子TNF-α和iNOS。在人慢性皮肤炎症皮损组织中CX3CL1表达水平明显上调,CD14 +单核细胞、CD1a +Langerin -细胞明显增多。 结论:CX3CR1在慢性皮肤炎症中可能通过调控Mo-LC局部重建而维持炎症反应。
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编辑人员丨1周前
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细胞黏着基因多态性与肾结石病风险的相关性研究
编辑人员丨1周前
目的:探讨细胞黏着相关基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)与肾结石风险的相关性。方法:选择150例肾结石患者和150例健康人,采用高分辨熔解曲线(high resolution melting,HRM)方法对外显子组测序研究获得的细胞黏着相关候选基因( DGCR2 rs2072123、 LAMB4 rs2528693、 CDH2 rs17445840、 ABL2 rs55655202、 CX3CR1 rs3732379、 ITGAE rs2976230和 FLOT2 rs3736238)进行基因分型,分子相互作用分析多态性变异对蛋白结构的影响以及对基因功能注释。 结果:LAMB4 rs2528693风险等位基因G携带者增加罹患肾结石风险2.471倍( P=0.009,95%CI:1.231~ 4.957),增加男性罹患肾结石风险2.396倍( P=0.031,95%CI:1.061~5.411),尤其在中年年龄段增加罹患肾结石风险3.156倍( P=0.010, 95%CI: 1.160 ~8.586)。分子相互作用分析发现 LAMB4 rs2528693变异导致分子间相互作用改变,可能影响蛋白结构的稳定性。基因相互作用分析发现风险基因 LAMB4可能与细胞基质黏附有关。 结论:LAMB4 rs2528693 G等位基因显著增加肾结石风险,且与男性肾结石发病风险显著关联,为阐明细胞黏着基因在肾结石形成中的作用提供了依据。
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编辑人员丨1周前
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小鼠视神经损伤后视神经小胶质细胞数目和形态变化
编辑人员丨1周前
目的::研究小鼠视神经损伤后不同时间点视神经小胶质细胞的数目与形态变化。方法::实验研究。选取32只成年雄性健康CX3CR1 —/GFP转基因杂交小鼠,按照随机数字表法将小鼠随机分为正常对照组、视神经损伤1、7、14 d组,每组8只。视神经损伤组均在左眼建立视神经夹伤模型,右眼不处理,正常对照组不做任何处理。分别于上述时间点制备小鼠视神经冰冻切片,每根视神经取3张切片(30 μm),采用共聚焦显微镜在距离眼球端500 μm处拍摄图像,比较小胶质细胞的数量和形态变化。4组小胶质细胞数目比较采用单因素方差分析。 结果::正常对照组、视神经损伤1、7和14 d组的视神经小胶质细胞数目分别为(438±16)个/mm 2、(323±15)个/mm 2、(1 252±107)个/mm 2、(1 474±113)个/mm 2。视神经损伤7、14 d组小胶质细胞数量明显多于正常对照组和视神经损伤1 d组,差异均有统计学意义(均 P<0.001)。正常对照组的视神经小胶质细胞均匀分布,细胞核较小,分枝细长并向四周伸展。视神经损伤1 d组,小胶质细胞分枝数量减少,细胞核形态变化不明显。损伤7 d组的视神经小胶质细胞大量激活,排列较紊乱,存在少量细胞聚集现象,分枝短而粗,且越靠近细胞核分枝越粗,细胞核体积明显增大。视神经损伤14 d组,视神经小胶质细胞形态与损伤7 d组类似。 结论::小鼠视神经夹持损伤后,视神经小胶质细胞初期数目减少,随着损伤时间延长,小胶质细胞数目大量增加,且形态由分枝状变为阿米巴样。
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编辑人员丨1周前
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糖皮质激素对晶状体上皮细胞生物学功能调控作用的生物信息学分析
编辑人员丨1周前
目的:利用生物信息学方法分析糖皮质激素对晶状体上皮细胞(LECs)生物学功能的影响,并预测相关的微小RNA(miRNA)。方法:下载GSE3040数据集,设置1 μmol/L地塞米松处理的人LECs细胞株HLE-B3细胞为实验组,1 μmol/L二甲基亚砜(DMSO)处理的HLE-B3细胞为对照组,利用GEO2R工具分析2个组间的差异表达基因。利用Metascape网站进行差异基因功能富集分析,通过EdU细胞增生实验检测2个组间细胞增生差异。通过STRING网站和cytoscape软件构建蛋白互作网络图,cytohubba app计算出hub基因,采用实时荧光定量PCR法检测2个组间hub基因的表达差异。利用mirCode数据库预测与hub基因相关的miRNA。结果:实验组与对照组间分析出341个差异基因,其中上调基因为300个,下调基因为41个。下调基因中差异最显著的5个基因是 SLC12A1、 MED13L、 ALDH5A1、 SLC15A3和 WWC1基因;上调基因中差异最显著的5个基因是 SCNN1A、 ANKRD36、 FKBP5、 PYY和 ADH1B基因。列出了富集量排名前20的生物学功能关键词,结果显示富集量最大的是对HLE-B3细胞增生的负向调节。实验组细胞增生率为(8.09±0.20)%,低于对照组的(39.63±0.80)%,差异有统计学意义( t=38.43, P<0.01)。前10位hub基因分别是 SST、 CXCL8、 GRM1、 GNRH1、 CXCL5、 PPBP、 CX3CR1、 PYY、 EDNRA和 GRK5,实时荧光定量PCR结果显示2个组间SST、CXCL8、GRM1、PYY、EDNRA和GRK5 mRNA相对表达量比较差异均有统计学意义(均 P<0.05)。与hub基因相关性强的前6位miRNA分别是miR-15abc、miR-214、miR-23abc、miR-129-5p、miR-132和miR-24。 结论:1 μmol/L地塞米松即可对HLE-B3细胞的增生产生负性调控作用。 SST、 CXCL8、 GRM1、 PYY、 EDNRA和 GRK5基因可能是糖皮质激素的作用靶点,miR-15abc、miR-214、miR-23abc、miR-129-5p、miR-132和miR-24最可能与hub基因相关。
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编辑人员丨1周前
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WGCNA分析筛选膝骨关节炎自噬相关基因
编辑人员丨2024/6/1
目的 利用生物信息学分析方法筛选出膝骨关节炎中的差异性自噬相关基因,并获取其中特征性基因的miRNA及转录因子调控网络,进而阐释自噬在膝骨关节炎发病机制中的作用.方法 首先,通过GEO数据库下载并整合GSE55235和GSE169077的基因表达谱矩阵,随后使用R软件对整合后的基因表达矩阵分别进行差异分析、WGCNA分析.然后,将两种分析结果与从genecards数据库中获取的自噬相关基因取交集,得到差异性自噬相关基因,并对差异性自噬相关基因进行GO、KEGG、GSEA富集分析.最后,利用cytoscape中的CytoHubba插件筛选出特征性基因并在数据集GSE98918中对其进行验证.结果 经筛选后共得到了 111个差异性自噬相关基因,经验证集验证最终得到7个可靠的特征性基因,分别是COL1A1、MMP9、CCL5、CX3CR1、ITGB2、PTPRC、CSF1R,并获得了特征基因的miRNA的调控网络和转录因子调控网络.结论 自噬在膝骨关节炎发病机制中具有重要作用,7个特征性自噬相关基因包括COL1A1、MMP9、CCL5、CX3CR1、ITGB2、PTPRC、CSF1R可作为潜在的生物标志物为诊断、治疗该疾病提供新思路.
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编辑人员丨2024/6/1
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基于生物信息学分析溃疡性结肠炎的差异表达基因和miRNA
编辑人员丨2024/5/18
目的 通过生物信息学分析方法寻找溃疡性结肠炎(UC)的差异表达基因(DEGs)及其相应的microRNA(miRNA),筛选参与UC发生发展相关的潜在致病靶点,为寻找UC诊断标志物以及新的治疗靶点提供理论依据.方法 从基因表达数据库(GEO)获取数据集,通过GEO2R对数据集进行分组和筛选DEGs并取交集,再进行PPI、GO、KEGG分析和miRNA预测.结果 GO分析显示其主要集中在中性粒细胞迁移、脂多糖应答、细胞外泌体、CXCR趋化因子受体结合等,KEGG分析显示其主要富集在补体途径凝血通路、IL-17信号通路、百日咳、类风湿性关节炎通路、肿瘤坏死因子信号通路等方面.通过Cytoscape筛选出MCC值前十的hub基因CXCL1、IL1B、TIMP1、CXCL8、IL6、MMP1、SERPINE1、PTGS2、SPP1、MMP2.通过NetworkAnalyst3.0在线网站进行可视化展示,可推断 hsa-mir-204-5p、hsa-mir-146a-5p、hsa-mir-3 3 5-5p、hsa-mir-1-3p、hsa-mir-21-5p 等 5 种 miRNA 在疾病发展中起关键作用.结论 在UC发病机制相关研究中,DEGs与疾病的发生发展密切相关,可通过对基因的富集分析、以及hub基因、关键miRNA筛选为更深入研究UC的发病机制及寻找治疗新靶点提供研究思路和理论依据.
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编辑人员丨2024/5/18
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脊髓损伤模型小胶质细胞的高效移植替换策略
编辑人员丨2024/1/6
背景:由于脊髓损伤的发生率逐年升高,且脊髓损伤后神经再生困难,因此如何促进脊髓损伤的恢复和提高脊髓损伤后干细胞及其他治疗细胞的移植效率,一直是临床及科研的研究热点和重点.目的:建立脊髓损伤模型小鼠脊髓小胶质细胞高效率移植替换的方式.方法:选取8-10周龄CX3CR1 creER-/+::LSL-BDNF-/+-tdTomato小鼠,CX3CR1 +/GFP小鼠,β-actin GFP小鼠及C57BL/6J野生型小鼠.按照实验要求随机分为6组:①假手术组:只掀除小鼠椎板而不做损伤,使用8只基因型为C57BL/6J野生型小鼠;②脊髓打击损伤组:使用8只基因型为C57BL/6J野生型小鼠;③脊髓钳夹损伤组,使用8只基因型为C57BL/6J野生型小鼠;④连体共生脊髓打击损伤组:通过手术将血液发绿色荧光的β-actin GFP小鼠与C57BL/6J野生型小鼠分别缝合在一起,使用8只β-actin GFP小鼠和8只C57BL/6J野生型小鼠;⑤Mr BMT-X Ray组(PLX5622清除脊髓小胶质细胞加X射线辐射清髓移植组):将4只CX3CR1 creER-/+::LSL-BDNF-/+-tdTomato小鼠骨髓细胞移植给8只C57BL/6J野生型小鼠并进行脊髓打击损伤造模;⑥Mr BMT-Busulfan组(PLX5622清除脊髓小胶质细胞加Busulfan清髓移植组):将4只CX3CR1 +/GFP小鼠的骨髓细胞移植给8只C57BL/6J野生型小鼠,只观察细胞移植替换比例,不进行脊髓损伤造模处理.假手术组、脊髓打击损伤组、脊髓钳夹损伤组小鼠在脊髓损伤后第14天灌流取材,连体共生脊髓打击损伤组小鼠在脊髓损伤后第7天灌流取材,Mr BMT-X Ray组小鼠在脊髓损伤后第28天灌流取材,Mr BMT-Busulfan组在移植后第28天灌流取材,取材部位为以小鼠脊髓T10节段为中心共1.2 cm长的脊髓;为观察Mr BMT-X Ray组和Mr BMT-Busulfan组是否会发生脑部的移植替换,故需额外留存小鼠的脑组织.通过使用转基因小鼠、连体共生及免疫荧光检测损伤区域移植和替换的细胞数目与比例.结果与结论:与传统的经外周血移植方式即连体共生脊髓打击损伤组小鼠的细胞移植效率(9.8%)相比,新型移植方式Mr BMT-X Ray和Mr BMT-Busulfan可以大幅度提高脊髓小胶质细胞的移植替换比例,分别可以达到84.8%和95.6%,差异有显著性意义(P<0.05).结果表明,新型的细胞移植方式Mr BMT-X Ray和Mr BMT-Busulfan可以实现脊髓小胶质细胞的高效率替换,可以改善传统细胞移植方式存在的细胞移植效率低、存活数目少及分化不清楚的问题,并且Mr BMT-X Ray可以实现仅替换小鼠的脊髓小胶质细胞,而Mr BMT-Busulfan则可以避免X射线辐射移植方式可能造成的脑部炎症和损伤.
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编辑人员丨2024/1/6
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细胞焦亡分型和APOD预测胃癌患者预后作用的生物信息学分析
编辑人员丨2023/11/18
目的:寻找胃癌(GC)患者的预后标志物,实现GC的早诊早治,为提高GC患者的生存率提供依据.方法:从癌症基因图谱(TCGA)数据库和GSE84437数据集下载407和433例GC患者的临床数据和转录组数据并合并,根据细胞焦亡相关基因的表达水平和ConsensusClusterPlus数据包对GC组织样本进行聚类分型,分为A分型(342例)和B分型(465例),将GC患者按照载脂蛋白D(APOD)水平分为低表达组和高表达组.采用survminer数据包比较不同分型患者预后的差异,采用ssGSEA算法比较不同分型患者免疫浸润的差异,采用Lasso回归和Cox回归构建GC患者预后风险模型,对模型基因进行临床性状过滤,采用公共数据库分析APOD在癌旁正常组织和GC组织中表达水平的差异,采用基因富集分析(GSEA)分析APOD的京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路富集情况,采用CIBERSORT 算法评估免疫细胞含量并分析其与APOD表达的相关性,采用在线网站分析APOD的药物敏感性.结果:2种细胞焦亡分型患者预后比较差异有统计学意义(P= 0.002);A分型患者中22种免疫细胞含量均高于B分型(P<0.01);不同年龄(P<0.01)、N分期(P=0.04)患者2种细胞焦亡分型百分率差异有统计学意义.公共数据库分析,在GC患者肿瘤组织中APOD表达水平低于癌旁正常组织;生存分析,高表达组GC患者预后较低表达组差;临床相关性分析,不同T分期患者APOD表达水平比较差异有统计学意义(P<0.05);GSEA分析,高表达组在细胞黏附通路、白细胞内皮迁移通路和缝隙连接通路富集;免疫浸润分析,高表达组中滤泡辅助T淋巴细胞、CD4+记忆激活T淋巴细胞、静息自然杀伤(NK)细胞和中性粒细胞含量少于低表达组;APOD与CXC趋化因子配体 12(CXCL12)(r=0.500,P<0.01)、转化生长因子 B1(TGFB1)(r=0.313,P<0.01)、CC趋化因子配体 19(CCL19)(r=0.518,P<0.01)和CX3C趋化因子受体1(CX3CR1)(r=0.444,P<0.01)呈正相关关系;药物敏感性分析,APOD与AZD-7762、KW-2449和TG-101348呈正相关关系(0
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编辑人员丨2023/11/18
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CX3CR1通过调控巨噬细胞极化影响肾间质纤维化
编辑人员丨2023/10/21
目的:CX3C趋化因子受体1(CX3C chemokine receptor 1,CX3CR1)与CX3C趋化因子配体1(CX3C chemokine ligand 1,CX3CL1)结合后促使巨噬细胞等炎症细胞向受损部位迁移,巨噬细胞极化与肾间质纤维化相关.本研究旨在探讨CX3CR1是否通过调控巨噬细胞极化来影响肾间质纤维化的进展.方法:建立C57/B6小鼠单侧输尿管梗阻(unilateral ureteral obstruction,UUO)肾间质纤维化模型,并将其分为CX3CR1抑制剂组与模型组,分别连续5 d腹腔注射CX3CR1抑制剂AZD8797或生理盐水,于建模后第7天取小鼠建模侧肾脏.分别采用苏木精-伊红(hematoxylin and eosin,HE)染色和Masson染色观察肾间质炎症细胞浸润和胶原纤维沉积情况.采用反转录聚合酶链反应(reverse transcription PCR,RT-PCR)和蛋白质印迹法检测小鼠肾组织中α-平滑肌肌动蛋白(alpha-smooth muscle actin,α-SMA)、纤维粘连蛋白(fibronectin,FN)、CX3CR1的mRNA表达和CX3CR1蛋白质表达情况.采用全基因组测序鉴别2组肾组织的差异表达基因并用RT-PCR验证精氨酸酶-1(arginase-1,Arg-1)的差异表达.采用流式细胞术检测2组肾组织M2型巨噬细胞占比.结果:CX3CR1抑制剂组小鼠肾间质炎症细胞浸润明显减少,胶原纤维沉积明显减轻.CX3CR1抑制剂组小鼠肾组织中CX3CR1 mRNA及蛋白质水平、α-SMA和FN mRNA水平均明显低于模型组(均P<0.05).全基因组测序显示2组肾组织中差异表达前5位的基因依次为Ugt1a6b、Serpina1c、Arg-1、Retnla和Nup62,RT-PCR证实CX3CR1抑制剂组Arg-1 mRNA水平明显高于模型组(P<0.001).流式细胞术结果显示CX3CR1抑制剂组小鼠肾脏中Arg1+CD206+M2型巨噬细胞占比明显高于模型组(P<0.01).结论:抑制CX3CR1的表达可有效缓解小鼠肾间质纤维化,其机制可能与巨噬细胞向M2型极化及Arg-1的表达上调有关.
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编辑人员丨2023/10/21
