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二至丸对去卵巢所致AD小鼠海马蛋白质组学的影响
目的:应用蛋白质组学方法探究二至丸对去卵巢所致阿尔茨海默病 (Alzheimer's disease, AD) 小鼠的生物学基础的影响.方法:小鼠去卵巢后随机分为4组, 分别为模型组、阳性药组、二至丸高、低剂量组, 每组14只小鼠, 另设14只为假手术组, 术后6周开始给药, 二至丸高、低剂量组分别用对应药物灌胃给药 (2, 1 g·kg-1);阳性药组隔天皮下注射苯甲酸雌二醇0.02 mg;假手术组与模型组灌胃等容量的蒸馏水, 每日1次, 持续给药32 d.取小鼠海马组织, 提取蛋白, Nanol-ESI液相-质谱联用系统检测蛋白, Protein Discovery软件鉴定蛋白, SIEVE软件对海马蛋白进行相对定量定性分析.PANTHER Classification System对差异蛋白进行基因本体 (GO) 分析, 京都基因与基因组百科全书 (KEGG) 富集信号通路.结果:与模型组相比较, 正常组、二至丸高、低剂量组小鼠共有80多个差异表达蛋白, 通过GO分析分析发现这些蛋白可分为微管蛋白、热休克蛋白、能量代谢相关蛋白和脑保护相关蛋白等与AD相关的蛋白;KEGG分析发现以上差异蛋白共涉及20条信号通路, 以上差异蛋白可能是二至丸防治AD的靶点蛋白.结论:二至丸可能通过促进能量代谢与囊泡运输, 同时减少Aβ的生成与神经细胞的氧化损伤来达到治疗AD的作用.
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急性心肌梗死早期基因表达和代谢调控网络扰动的可视化研究
目的 应用系统生物学方法,研发一种基于转录组表达谱的基因网络可视化工具,以直观显示急性心肌梗死后早期的转录组和代谢调控的整体变化.方法 在美国国立卫生研究中心(NCBI) GEO数据库下载编号为GDS2331的一个急性心肌梗死后大鼠心脏左心室的基因芯片表达文件,其平台编号为GPL83.筛选实验时间在15 min,60 min,4h,12h,24和48 h的假手术和急性心肌梗死模型亚组数据,利用Mathwork bioinformatics toolbox工具包将数据转化为计算机可读的结构体.利用模式识别算法剔除表达背景噪声；后获得心肌梗死建模后表达模式扰动明显的基因谱.利用K-mean算法对这些基因进行分类,并进行基因本体分析(gene ontology,GO).进而将有关通路标定在京都基因和基因组百科数据库(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)中,形成基因组-表达谱系统分析.结果 共有1400个基因被筛选出来.在损伤后的前48 h,这些基因的变化模式可归为16类.根据可以获得基因本体分析发现:在生物学过程上,心肌梗死后早期调控发生改变主要和发育基因相关,其中主要包括蛋白激酶B信号传导途径,中枢神经系统发育途径,以及cytochalasin B调控相关途径.在分子功能上,这些功能主要和磷酸化,肌动蛋白的结合以及核酸的配对解离有关.在细胞成分上,主要与细胞内外膜相结构之间的联系、高尔基复合体、出胞作用、以及细胞骨架特别是dynactin complex等结构有关.KEGG作图标记可显示在分子调控传导路径当中,受到影响的基因很可能通过该传导通路的上下游分子进行调控.如以肌动蛋白为核心的细胞骨架信息传导途径的调控中,GF RTK Vav/tiam Rac mlCK Myosin整个调控途径中的分子都有相同的调控模式.结论 利用系统生物学技术可以实现急性心肌梗死后基因表达波动模式的可视化描述.这些模式可以反映基因表达在不同时间点质和量上的表达差异.结合Geneontology的基因语义功能学上的研究和基于KEGG的作图法是一种有力的联合分析工具,前者可以直观的展示扰动的基因在功能上的共同点,后者可以显示在特定细胞网络中哪些基因受到了影响.
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环状RNA在慢性HBV感染者不同时期的差异表达及生物信息学分析
目的 探讨环状RNA(circRNA)分子在慢性HBV感染者不同时期的差异表达及其作用.方法 收集泰州市人民医院感染病科2014年10月至2015年10月就诊的慢性HBV感染者7例,其中慢性乙型肝炎(CHB)患者4例,慢性HBV携带者3例,3名对照来自健康体检者.采集所有研究对象外周血单个核细胞(PBMC),应用新一代circRNA表达谱芯片检测PBMC中circRNA分子的表达,并通过荧光定量PCR进行验证.采用微小RNA(miRNA)靶预测软件分析circRNA和miRNA的相互作用位点.应用基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)对其靶向miRNA及调控靶基因进行分析.采用SPSS 17.0软件对数据进行分析.结果 与健康对照者比较,CHB患者表达差异的circRNA分子有137个,其中上调89个,下调48个;慢性HBV携带者表达差异的circRNA分子有444个,其中上调130个,上调5倍以上的有34个,下调314个.CHB患者与慢性HBV携带者相比,差异表达的circRNA分子有1041个,其中上调663个,下调378个,下调超过5倍以上的有54个.差异表达的circRNA上具有miRNA应答元件,可与miRNA种子区域的碱基互补配对.靶基因预测分析显示,hsa_circ_0038646相关miRNA调控的靶基因有533个,hsa_circ_0087354分子相关miRNA调控的靶基因有249个.GO分析显示,hsa_circ_0038646分子相关miRNA调控靶基因的功能主要富集于激活素结合等,hsa_circ_0087354分子相关miRNA调控的靶标富集于犰狳重复区域结合等.KEGG分析显示,hsa_circ_0038646分子相关miRNA主要参与T细胞受体结合途径、雌激素受体信号通路等,hsa_circ_0087354分子相关miRNA主要参与粘附连接、MAPK信号途径等.结论 HBV感染不同时期患者circRNA的表达存在差异,差异表达的circRNA可能通过影响相关miRNA分子的多个靶基因及其信号途径参与慢性HBV感染者的免疫调控.
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哮喘患者气道上皮细胞关键基因的生物信息学分析
目的 通过比较支气管哮喘患者气道上皮细胞与正常气道上皮细胞的基因芯片数据,鉴定哮喘气道上皮细胞中的关键基因.方法对哮喘气道上皮细胞基因芯片数据GSE43696进行GE02R分析,筛选出差异表达基因.然后使用DAVID数据库对差异表达基因进行功能及通路富集化分析.利用STRING对差异表达基因进行蛋白相互作用网络图(PPI)分析,并选出关键基因及显著模块.结果共获得个差异表达基因,130个上调基因,225个下调基因,主要涉及细胞运动、生长因子结合离子转运和通道活性.共筛出9个关键基因,包括BDNF,ERBB2,IL6,VEGFA,KIT, ADCY4,PRKR2B,CCR6和NMU.结论筛选的关键基因均在支气管哮喘中起重要作用,为支气管哮喘的诊治提供潜在的治疗目标.
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力量训练对绝经女性骨骼肌mRNA表达谱的影响
目的 研究女性绝经1年后接受力量训练1年骨骼肌mRNA表达谱的改变情况,并探讨其潜在的功能.方法 从人类基因表达汇编(GEO)数据库下栽GSE16907.在对照观察组和1年期锻炼组分别进行差异表达基因分析,找出入组时和1年后骨骼肌的差别表达基因,并进行基因本体分析,探讨其所涉及的生物过程.另外,采用基因集富集分析(GSEA)方法分析与入组时相比,1年后对照组标本富集的基因通路.结果 1年后对照组绝经女性骨骼肌细胞富集了“调节端粒帽”相关通路.ATM、TERF2等基因表达升高.与1年前相比,表达上调的DEGs参与了促进脂肪细胞分化、调节成骨细胞分化、负向调节ATP代谢和负向调节辅因子代谢等生物过程.而在锻炼组中,未发现上述改变.而且,其表达上调的DEGs参与了骨骼肌收缩和糖酵解等生物过程.结论 间隔1年后,绝经女性骨骼肌出现衰老或退行性的基因组学改变,力量训练可以逆转这一过程.
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Affymetrix基因表达谱芯片在新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间差异表达基因筛选中的运用
目的:运用基因表达谱芯片筛选并分析新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间的差异表达基因.方法:收集我院2014年1月至2016年6月间行手术切除的维吾尔族与汉族胰腺导管细胞癌组织并提取总RNA,选取经Nanodrop 2000与Agilent 2100仪器质检合格的样本总RNA采用Affymetrix基因表达谱芯片筛选出差异表达基因并绘制统计图,运用基因本体(Go)分析及信号通(Pathway)分析对这些差异表达基因的生物信息进行汇总分析.结果:通过基因表达谱芯片分析,新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间共检测到1063个基因存在差异表达,在维吾尔族胰腺癌标本中显著上调表达的基因共281个,差异表达倍数高的为IGLV1-44基因(差异倍数:9.99)下调表达的基因共782个,差异表达倍数高的为CPB1基因(差异倍数:33.76);在Gene Ontology数据库中共检索到815个上述差异表达基因具有明确的GO分类,差异表达倍数高的为CPB1基因(差异倍数:33.76);Pathway分析中共检测到30条信号通路包含有上述差异表达基因,共涉及196个基因,其中以FAK信号通路差异表达基因富集程度高,差异表达倍数高的基因为COL11A1基因(差异倍数:5.02).结论:基因表达谱芯片分析结果显示,在新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间存在大量的差异表达基因,这些基因与胰腺癌的增殖分化、侵袭转移及多药耐药等特性密切相关,且参与了多条生物体内重要信号转导通路的调控.
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桂枝茯苓胶囊基于生物信息学的药理网络及作用机制分析
目的:探讨桂枝茯苓胶囊的药理网络及分子作用机制.方法:应用BATMAN-TCM数据库,依据Perlman的相似性方法预测桂枝茯苓胶囊各中药成分的潜在靶标,构建蛋白相互作用网络(protein-protein interaction,PPI)并筛选核心靶标,对靶标进行基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析、基因本体(Gene Ontology)分析,探讨桂枝茯苓胶囊的药理作用网络及分子作用机制.结果:通过batman数据库预测得到桂枝茯苓胶囊成分靶标801个,在cytoscape3.6.0计算网络拓扑结构值,通过节点参数值筛选出22个网络中的核心节点,如SRC、NOTCH1,各单味中药之间具有不同数目的共同靶标,说明它们之间可能存在某些协同或拮抗的相互作用;KEGG通路富集分析结果显示枝茯苓胶囊可能同神经活性配体-受体相互作用、钙信号途径和cGMP-PKG信号通路发挥药理作用,GO分析显示生物过程13个条目,参与生物学调节、代谢过程调控、刺激应答、细胞增殖等生物过程.结论:本研究通过对各单味中药成分靶标的生物学分析,初步得出桂枝茯苓胶囊在分子水平上发挥疗效的作用通路及相关靶标分子参与的生物学过程,阐释了基于中医基础理论中药功效同现代药理活性的关联性,为进一步的试验研究提供分子基础和理论依据.
