基于生物信息学方法识别肺腺癌预后相关基因

目的利用生物信息学方法筛查肺腺癌的差异基因,分析其在肺腺癌的发生发展过程中可能参与的信号传导通路,寻找肺腺癌的关键基因并评估其对肺腺癌预后的意义。方法从GEO数据库中获取肺腺癌基因表达芯片数据集GSE10072、GSE32863、GSE43458和GSE116959,将四组数据集整合后获得肺腺癌的差异表达基因,采用STRING数据库对差异表达基因构建肺腺癌蛋白-蛋白互相作用网络,通过在线网站DAVID对差异基因进行GO富集分析和KEGG通路分析,用Cytohubba筛选关键基因,并利用GEPIA分析关键基因与预后的相关性。结果初步筛查得到214个差异基因,包括42个上调基因和172个下调基因,最后筛选得到6个关键基因。生存分析显示PECAM1、SPP1和KIAA0101的表达对肺腺癌的预后有显著影响(P<0.05),Diseasemeth分析显示SPP1、KIAA0101、COL3A1、GNG11和FOS基因在肺腺癌组织中的甲基化水平异常(P<0.05)。结论这6个基因可能参与了肺腺癌的发生发展,对肺腺癌的诊断、靶点治疗和预后提供一定参考。     

基于GEO和TCGA数据库对肺腺癌差异表达基因的生物信息学分析

目的：采用生物信息学方法筛选影响肺腺癌（LUAD）的关键基因,分析其生物学功能及其对LUAD预后的影响。方法：于高通量基因表达（GEO）数据库下载GSE118370和GSE136043芯片数据,癌症基因组图谱（TCGA）数据库筛选LUAD相关数据。采用R软件分析共同表达的差异表达基因（DEGs）。采用clusterProfile R包对DEGs进行基因本体（GO）功能富集分析,DAVID数据库进行京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析,STRING数据库构建蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络。采用Cytoscape筛选连接度排名前10位的关键基因,GEPIA数据库和人类蛋白质图谱（HPA）数据库分析正常肺组织和LUAD组织中关键基因mRNA和蛋白表达情况及不同分期LUAD组织中关键基因表达情况。关键基因免疫浸润分析和生存分析获取关键基因表达与患者生存期的相关关系。结果：共筛选DEGs 428个。GO分析,LUAD的DEGs在主要富集于上皮-间质转化（EMT）等生物过程（BP）方面、细胞基部等细胞组分（CC）方面和细胞外基质（ECM）结构形成等分子功能（MF）方面。KEGG分析,...     

低级别胶质瘤差异基因筛选及功能预测

目的 基于美国癌症肿瘤基因图谱(TCGA)数据库联合GTEx数据库分析低级别胶质瘤组织及正常脑组织的差异表达基因,并探讨其相关分子机制。方法 从TCGA数据库及GTEx数据库下载所有低级别胶质瘤中mRNA转录组数据。共包含样本569例,其中低级别胶质瘤组织为529例,正常脑组织为40例。在R语言环境下,应用edge R工具包处理数据,得到差异表达基因。利用DAVID数据库对差异表达的前1000个基因进行GO分析及KEGG通路富集分析。对显著差异表达的前200个差异表达基因进行分析,基于Cysctoscape绘制蛋白互作网络图。比较关键基因在低级别胶质瘤组织及正常脑组织中的表达水平。以关键基因的中位表达水平为界值,将关键基因分为高表达组与低表达组,比较高表达组与低表达组的生存情况。结果 共筛选出9045个差异表达基因,其中,上调基因5566个,下调基因3479个。GO分析结果显示,其生物过程有DNA结合转录激活活性,RNA聚合酶Ⅱ特异性,肌动蛋白结合,有机酸结合,肽结合等功能富集。KEGG富集分析结果表明,差异表达基因的信号通路主要化学致癌物-活性氧自由基,粘附蛋白激酶,肺癌蛋白多糖,催...     

利用生物信息技术分析喉癌的关键基因

目的 利用生物信息技术探讨喉癌的发生机制,寻找用于喉癌诊断和治疗的关键基因。方法 本研究从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)下载基因芯片数据集GSE51985和GSE59102,筛选差异表达基因,并进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)功能富集分析, 使用STRING在线数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI),并利用Cytoscape进行了模块分析,筛选关键基因。然后用Oncomine数据库对关键基因进行泛癌分析,从癌症和肿瘤基因图谱数据库(The Cancer Genome Atlas, TCGA)下载喉癌相关基因表达数据和临床资料,对关键基因进行基因表达差异和生存分析。结果 共筛选出差异基因218个。KEGG途径分析显示,差异基因主要富集于唾液分泌、ECM受体相互作用、细胞周期等途径。利用Cystoscape软件筛选关键基因,筛选出CHEK1、SERPINE1、SPP1、COL1A1、FOXM1、MMP9、CXCL12和MMP1共8个基因为关键基因。将关键基因输入GEPIA数据库寻找相似基因,将所有基因输入Metascape进行富集分析,主要富集于细胞外组织结构、PID整合素1途径、有丝分裂染色体分离等。利用TCGA数据库数据进行关键基因在喉癌组织与正常组织表达差异分析,8个关键基因差异均有统计学意义,在生存分析中,笔者发现COL1A1和MMP1的表达与喉癌总生存率显著相关。结论 本研究中发现的差异基因和关键基因有助于深入了解喉癌发生、发展的分子机制,为喉癌的诊断和治疗提供新的候选靶点。     

基于mRNA-Seq数据筛选Mn2+调控小鼠巨噬细胞的差异表达基因及功能的初步分析

对Mn2+调控的小鼠巨噬细胞mRNA进行测序和生物信息学分析,筛选出差异表达的基因并分析其生物学功能,探究Mn2+对小鼠巨噬细胞的调控作用。采用MnCl2 和NaCl分别处理小鼠腹腔巨噬细胞24 h,利用mRNA-Seq方法筛选出Mn2+调控巨噬细胞的差异表达基因,并对差异基因进行京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomesm, KEGG）和基因本体论（Gene Ontology, GO）通路富集分析及qRT-PCR的验证。通过整合数据库信息和分析获得1637个差异表达基因,其中表达明显上调的基因有912个,表达明显下调的基因有725个,其中与免疫相关差异最显著的10个基因qRT-PCR验证结果与mRNA测序分析趋势一致。GO富集分析表明10个差异基因具有免疫吞噬、细胞增殖和分化及转录因子调控等生物活性,KEGG通路主要富集在PI3-Akt、NF-κB信号通路。通过mRNA-Seq数据筛选Mn2+调控小鼠巨噬细胞的差异表达基因及其GO和KEGG富集分析,结果表明Mn2+对巨噬细胞具有明显的免疫调节作用。     

非肝硬化乙型肝炎病毒相关肝细胞癌的转录组测序及其对患者生存的影响

目的 通过转录组测序以及生物信息学分析探讨非肝硬化乙型肝炎病毒(hepatitis B viral, HBV)相关肝细胞癌的转录特征及与患者生存的关系。方法 通过转录组测序获得非肝硬化HBV相关肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的差异表达基因；利用基因本体(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)数据库富集分析获得差异表达基因涉及的生物功能过程及信号通路；通过基因-基因功能相互作用网络分析获得关键基因；利用癌症基因图谱(the cancer genome atlas, TCGA)数据库肝癌队列对关键基因进行生存预后分析。结果 共发现上调差异基因3 672个，下调差异基因2 715个。GO功能富集分析主要涉及细胞分化、DNA复制、DNA修复、炎症反应免疫应答、细胞黏附等。KEGG通路富集主要包括细胞周期、氧化磷酸化、p53信号通路、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF)信号通路和核因子κB(nuclear f...     

睾丸癌铁死亡相关基因的生物信息学分析

目的 应用生物信息学方法分析睾丸癌与正常组织之间的铁死亡相关差异基因和枢纽基因,为睾丸癌的预后和治疗提供新的思路和生物标记物。方法 从TCGA和GTEx数据库下载睾丸癌组织（n=148）和正常组织（n=165）的转录组数据。采用R语言对样本进行主成分分析（PCA）,获取睾丸癌基因表达矩阵并筛选差异表达基因,并与铁死亡数据库（FerrDb）中483个铁死亡背景基因取交集基因,获取睾丸癌铁死亡差异表达基因并进行基因本体（gene ontology,GO）分析和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）分析;采用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白质相互作用（PPI）网络,筛选前10个差异基因的关键枢纽基因并绘制基因热图;用GEPIA数据库分析枢纽基因在睾丸癌和正常组织的表达水平。从GEO数据库下载基因芯片GSE8607的转录组数据,用limma包进行差异分析,并提取前10个差异基因的表达谱数据,绘制睾丸癌相关的铁死亡差异基因热图进行验证。结果 差异表达分析共获得69个睾丸癌铁死亡相关差异基因,信号通路主...     

筛选与探讨乳腺癌的关键生物标志物及预后价值

目的 基于生物信息学方法筛选乳腺癌的关键生物标志物，并分析其预后价值。方法 利用TCGA和GEO数据库筛选乳腺癌的共有差异表达基因；DAVID数据库对差异基因进行GO和KEGG富集分析；单因素和多因素Cox分析获得具有显著预后价值的基因；利用UALCAN在线工具对关键基因进行病理特征分析。结果 从TCGA和GEO数据库中分别获得1566和231个差异基因；通过共表达分析得到140个共有的差异表达基因；单因素和多因素Cox回归分析中发现S100B和TFF1在乳腺癌中具有独立预后价值；临床病理特征分析结果显示，S100B和TFF1在乳腺癌组织中的表达与其患者的性别、分期、淋巴结转移、TP53突变等均有显著差异。结论 S100B和TFF1可作为关键生物标志物影响乳腺癌的发生和发展。     

基于肿瘤基因组图谱数据库分析血管活性肠肽受体1基因在肺腺癌组织中的表达及其临床意义

目的 基于肿瘤基因组图谱(TCGA)数据库分析血管活性肠肽受体1(VIPR1)基因在肺腺癌组织中的表达及临床意义.方法 下载TCGA数据库中肺腺癌组织和正常肺组织的转录组数据及临床数据,分析VIPR1在肺腺癌组织和正常肺组织中的表达差异以及高、低表达水平对患者预后、临床病理特征的影响.采用基因集富集分析(GSEA)软件...     

肺腺癌差异基因的生物信息学研究

目的 通过生物信息学筛选出肺腺癌中的差异基因,为肺腺癌分子生物研究和生物标志物筛选提供理论依据.方法 从GEO数据库中选择编号为GSE118370及GSE116959的基因芯片,在TCGA数据库中选择肺腺癌的转录组数据,分别通过R语言下载、整理并筛选出差异表达基因(Differentially expressed ge...     

吸烟肺腺癌患者关键基因的生物学分析

目的从基因水平揭示吸烟参与肺腺癌发病的机制,探索吸烟肺腺癌的关键基因,并进行生物学功能预测。方法从基因芯片公共数据库（GEO）中下载吸烟肺腺癌患者、非吸烟肺腺癌患者及正常对照组的相关基因芯片数据,将数据分为两组,一组为吸烟肺腺癌患者与正常对照;另一组为吸烟肺腺癌患者与非吸烟肺腺癌患者,利用GEO2R进行差异基因分析,筛选出两组中吸烟肺腺癌患者共同差异高表达基因,并采用DAVID数据库对差异高表达基因进行基因本体（GO）分析、京都基因与基因组百科全书（KEGG）及Pathway生物信息学分析。结果筛选出两组中吸烟肺腺癌患者共同差异高表达基因112个,其中主要是以极光激酶A（AURKA）基因、叉头框转录因子M1（FOXM1）基因、染色体结构维持蛋白2（SMC2）基因为核心的关键基因组,其生物学作用主要涉及细胞周期、p53信号通路及DNA复制等生物学通路。结论通过对吸烟肺腺癌患者的相关基因芯片数据进行生物信息学分析,提示吸烟对肺腺癌的发病是多基因作用的结果,其中AURKA、FOXM1、SMC2为吸烟肺腺癌患者组织中的核心关键基因,对其相关基因的进一步分析有利于揭示吸烟在肺腺癌患者中的分子生物学作用。     

冠心病急性心肌梗死患者外周血差异基因表达分析及功能

  目的  探讨冠心病急性心肌梗死患者外周循环血单核细胞中差异基因表达及功能。  方法  收集2020年9月至2021 年9月在昆明市第一人民医院接受冠脉造影的患者，提取外周血单核细胞总RNA，使用DNBSEQ平台进行第2代高通量测序。检测并筛选差异表达基因，进行KEGG及GO富集分析。  结果  冠心病急性心肌梗死组与冠脉正常组对比，其中差异基因89个，上调基因67个，下调基因22个；其中差异lncRNA14个，差异mRNA72个，差异circRNA3个。完成KEGG pathway富集分析、KEGG disease富集分析、KEGG molecular富集分析。完成GO cell composition富集分析、GO cell function富集分析、GO biological process molecular富集分析。  结论  筛选出显著差异的10个mRNA、6个lncRNA、2个circRNA。富集分析中涉及感染、转录失调、PI3K-Akt信号通路、脂类合成、吞噬泡腔、细胞外基质、脂多糖结合等，与冠状动脉粥样硬化的发生与发展及急性血栓事件的发生可能相关。     

肾透明细胞癌基因拷贝数变异与 mRNA差异表达的整合分析

目的 在整个基因组范围内整合分析染色体变异与基因差异表达来探讨肾透明细胞癌的发病机制。方法 从肿瘤基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库下载肾透明细胞癌DNA拷贝数和mRNA表达数据,使用GISTIC进行拷贝数变异分析;使用R软件包edgeR进行基因差异表达分析;并对差异表达基因进行KEGG 和GO通路富集分析。结果 GISTIC发现381个拷贝数扩增,1287个缺失;R语言包发现1171个基因mRNA表达上调,567个基因mRNA表达下调;相关性检测发现13个拷贝数增加的基因表达上调,17个拷贝数降低的基因表达下调。GO 和 KEGG分析发现这些差异基因主要富集在多个致癌基因,且参与肿瘤的发生、发展及免疫逃逸的信号转导。结论 整合分析相关拷贝数变异和基因表达差异,能为肾透明细胞癌的诊断和治疗提供分子标记和靶点。     

MMP家族基因与宫颈癌的关系研究

目的利用癌症基因组图谱（TCGA）数据库中宫颈癌的相关数据,研究人乳头瘤病毒（HPV）阳性宫颈癌人群与HPV阴性宫颈癌人群的基质金属蛋白酶（MMP）家族相关免疫基因的变化。方法从TCGA数据库中收集宫颈癌患者137例及相关数据信息,分为HPV阴性宫颈癌组和HPV阳性宫颈癌组。利用EdgeR计算分析所有样本的转录组测序（RNA-Seq）数据,寻找两组之间差异表达的基因;并利用基因本体（GO）对表达差异的基因进行生物功能富集分析;利用RNA-Seq及拷贝数变异等数据,对MMP家族相关免疫基因进行分析;利用Kaplan-Meier分析评估MMP家族免疫特征基因对患者总生存期和无进展生存期的影响。结果通过EdgeR计算分析发现,两组之间有2368个基因的表达差异有统计学意义（P＜0.01）;其中有823个基因表达上调,1545个基因表达下调。通过GO进行功能富集分析发现,表达上调的差异基因主要富集在免疫反应通路上。MMP家族3个免疫基因的变化在拷贝数变异和mRNA表达上相关联,当基因的拷贝数扩增时,mRNA表达相应上调,反之亦然。MMP-1、MMP-3、MMP-13基因对HPV宫颈癌患者的总生存期和无进展生存期均无明显影响。结论与HPV阴性宫颈癌患者相比,HPV阳性宫颈癌患者中有大量差异表达的基因,表达上调的基因主要富集在免疫通路上,其中免疫基因MMP-1、MMP-3、MMP-13的mRNA表达与拷贝数变异类型相关联;有多种免疫通路上的基因都会影响MMPs家族免疫基因的改变,从而诱发癌症。     

基于TCGA研究左右半结肠癌基因表达差异及苦参-大血藤-半枝莲作用机制

【目的】探讨左半结肠癌与右半结肠癌的基因表达差异及大肠癌核心药对苦参-大血藤-半枝莲作用于左右半结肠癌的机制差异。【方法】下载134例左半结肠癌及194例右半结肠癌患者癌症基因组图谱（TCGA）的转录组数据,应用R软件实现2组差异基因分析及京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析;通过BATMAN-TCM数据库获取苦参-大血藤-半枝莲药对的活性成分及靶点,基于左右半结肠癌差异基因,分别进行药对-左/右半结肠癌KEGG富集分析、蛋白质互作（PPI）网络构建,比较药对治疗左、右半结肠癌富集的生物信号通路差异及关键靶点差异。【结果】左半结肠癌与右半结肠癌相对于正常癌旁组织共同的差异表达基因共6 051个,左半结肠癌特异性的差异表达基因共1 958个,右半结肠癌特异性的差异表达基因共1 739个;左半结肠癌特异性KEGG富集通路14条,右半结肠癌特异性KEGG富集通路23条。苦参-大血藤-半枝莲药对活性化合物共85个,对应的靶点合计469个,药对-左半结肠癌靶点富集于10条KEGG信号通路,关键靶点为DRD2、CACNA1C、HTR3A、COMT、TH,药对-右半结肠癌靶点富集于1条K...     

基于TCGA数据库探索舌癌干细胞关键基因的表达及其意义

目的 通过生物信息学方法研究舌癌中干细胞相关的关键基因，并利用关键基因的生物学作用和功能富集初步探索舌癌干细胞关键基因的功能。方法 舌癌RNA-seq数据和相关临床信息从癌症基因组图谱(TCGA)下载。利用R语言分析舌癌病例，WGCNA用于模块化差异基因。基于mRNAsi确定重要舌癌干性相关的模块和关键基因。对关键基因GO以及KEGG功能富集。结果 在TCGA数据库中的差异表达分析显示，正常组织和舌癌组织的mRNAsi具有显著差异，舌癌组织明显要高于正常组织(P<0.05)。在生存分析中，观察到mRNAsi评分高的患者比mRNAsi评分低的患者总体生存更差(P<0.05)。基于mRNAsi确定了40个关键基因，GO以及KEGG功能富集发现关键基因都集中在细胞周期、范可尼贫血通路和Wnt通路，P<0.05,FDR<0.25。结论 舌癌患者的mRNAsi高评分可能预示着预后不良，mRNAsi在舌癌的发生发展中起着重要的作用，并以此鉴定了40个舌癌干性相关的关键基因，这些基因有望成为舌癌治疗的靶点。     

基于ESTIMATE算法探究TCGA数据库免疫相关基因在乳腺癌中的预后价值

目的 根据ESTIMATE算法探究TCGA数据库中免疫相关基因在乳腺癌中的预后价值。方法 从TCGA数据库获取606例乳腺癌患者的临床信息和肿瘤样本的转录组数据,采用edgeR方法对转录组数据进行差异表达分析,通过ESTIMATE算法筛选出基于免疫分数或间质分数高低分组的差异表达基因;使用R软件绘制差异表达基因的聚类分析热图;使用韦恩图对基于免疫分数和间质分数得到的差异表达基因进行交集分析;运用STRING数据库,搜索并预测表达显著差异基因编码蛋白质之间的相互作用;通过单因素Cox回归分析评估差异表达基因的预后作用;运用DAVID数据库对差异表达基因进行GO富集分析以及KEGG通路富集分析。结果 生存分析结果显示,高免疫分数组患者的总生存期中位值943天,而低分组患者总生存期中位值860天,显著高分组患者总生存期显著高于低分组患者(P<0.05);而间质分数与乳腺癌患者总生存期之间无差异(P>0.05)。进一步对免疫分数高分组和低分组患者表达上调的951个差异表达基因进行生存分析,发现160个基因与乳腺癌患者的总生存期显著相关;对上述160个基因进行蛋白质互作分析,富集出与...     

晚期骨关节炎软骨退行性变的生物信息学分析

目的 基于生物信息学方法筛选并分析晚期骨关节炎(OA)软骨退行性变相关的差异表达基因。方法 选择GSE57218数据集作为分析对象,该数据集是基于GEO公共数据库进行数据检索获得。采用R语言limma工具包筛选DEmRNAs,并对数据进行标准化处理后,利用Metascape在线分析软件及R语言clusterProfiler包分别对DEmRNAs行GO功能和KEGG通路富集分析。选用String在线工具行PPI分析,将结果导入Cytoscape软件得出核心模块与预测核心基因。利用OMIM人类基因数据库筛选出与Hub基因、核心模块的共性表达基因,用GSEA富集分析筛选出核心信号通路及核心基因;将上述筛选出的基因用于预测潜在治疗药物并进行组织定位特异性分析。结果 通过对GSE57218进行分析,共筛选出305个差异表达基因。对上述差异基因行GO和KEGG分析,GO功能富集分析主要富集在NABA核心基质组、ECM的组织、骨骼系统开发、基质组相关、血小板脱粒等。KEGG和GSEA功能富集分析结果显示,与OA发病相关的核心通路为ECM受体相互作用、黏附斑激酶信号通路核心基因。分别对Cytoscap...     

基于生物信息学分析食管鳞癌差异基因和预后价值

目的 鉴定食管鳞癌发生发展过程中的核心基因,寻找新的分子靶标.方法 GEO数据库筛选出食管鳞癌数据集GSE20347,GSE20344,GEO2R分析差异基因.利用STRING和Cytoscape建立并修饰蛋白与蛋白相互作用网络,GO功能和KEGG通路富集分析.Cytohubba计算核心基因,TCGA数据验证核心基因的...     

基于生物信息学筛选甲状腺乳头状癌相关预后基因

目的:通过生物信息学方法分析甲状腺乳头状癌预后相关基因,为后续实验提供理论基础,以便进一步研究甲状腺乳头状癌发生的可能机制。方法:利用生物信息学方法从癌症基因组图谱(the cancer genome atlas, TCGA)数据库中下载甲状腺乳头状癌和癌旁组织样本的RNA测序数据,通过差异分析获取差异基因;利用基因本体论(gene ontology, GO)和京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes Genomes, KEGG)进行差异基因生物学功能和通路富集分析;通过蛋白交互网络分析法(protein-protein interaction, PPI)筛选出关键基因;通过生存分析研究关键基因对甲状腺乳头状癌患者生存预后的影响。结果:在TCGA数据库中共筛选出甲状腺乳头状癌患者237例,其中甲状腺乳头状癌组织212例,甲状腺癌旁组织25例。通过差异基因分析后共筛选出715个差异基因;通路富集分析显示,神经信号转导活性、逆行内源性大麻素信号为主要的信号通路;通过PPI法共筛选出18个关键基因,包含9个上调基因和9个下调基因;通过生存分析发现高表达...