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RNA-Seq在药用植物研究中的应用 被引量：8
1
作者 刘厚伯 上官艳妮 +3 位作者 潘胤池 赵梓岐 李林 徐德林 《中草药》 CAS CSCD 北大核心 2019年第21期5346-5354,共9页
转录组测序技术(RNA-Seq)是近10年新崛起的一种在组学水平剖析基因功能和互作关系的研究方法,广泛应用于分子生物学等前沿领域。近年来,该技术在药用植物研究中得到广泛应用,相关报道也日渐增多。对相关文献进行系统整理,归纳RNA-Seq技... 转录组测序技术(RNA-Seq)是近10年新崛起的一种在组学水平剖析基因功能和互作关系的研究方法,广泛应用于分子生物学等前沿领域。近年来,该技术在药用植物研究中得到广泛应用,相关报道也日渐增多。对相关文献进行系统整理,归纳RNA-Seq技术在药用植物功能基因发掘、基因网络分析、遗传机制揭示、分子标记开发等领域中的应用。同时,依据RNA-Seq的技术特点和药用植物研究的发展需求,对该技术在中药材中的进一步应用进行展望,以期为RNA-Seq技术应用于中药系统基因组学的研究提供参考。 展开更多
关键词 转录组测序技术 药用植物 系统基因组学 功能基因挖掘 基因网络分析 分子标记开发
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绵羊LBP基因序列的生物信息学分析
2
作者 李珂儿 孙延鸣 《黑龙江畜牧兽医》 CAS 北大核心 2020年第13期22-25,31,162,共6页
为了探究绵羊脂多糖结合蛋白(LBP)基因的分子特性,试验采用生物信息学方法对绵羊LBP基因及其编码蛋白的开放阅读框、理化性质、疏水性、信号肽、跨膜结构域、功能结构域、二级结构、三级结构、三级模型、互作关系、系统进化树进行了预... 为了探究绵羊脂多糖结合蛋白(LBP)基因的分子特性,试验采用生物信息学方法对绵羊LBP基因及其编码蛋白的开放阅读框、理化性质、疏水性、信号肽、跨膜结构域、功能结构域、二级结构、三级结构、三级模型、互作关系、系统进化树进行了预测研究。结果表明:绵羊LBP基因的开放阅读框长度为1 445 bp,编码481个氨基酸,分子质量为53.481 ku,理论等电点为8.18,属于稳定的碱性蛋白;亲水性区域明显多于疏水性区域,LBP蛋白为亲水性蛋白;LBP蛋白可能含有的信号肽结构在1~25位氨基酸处,无跨膜结构;LBP基因属于BPI超家族,其具有BPI1和BPI2两个主结构域;α-螺旋和无规则卷曲是LBP蛋白二级结构的主要形式;三级结构预测结果与二级结构相符,可信度高;LBP蛋白与乙醇脱氢酶(ADhFE1)及白细胞介素-6(IL-6)等互作;绵羊LBP基因与黄牛进化距离最近,其亲缘关系较近。说明利用生物信息学方法分析绵羊LBP基因可初步揭示和验证绵羊LBP基因及其编码蛋白的结构和功能。 展开更多
关键词 绵羊 脂多糖结合蛋白(LBP) 序列分析 蛋白结构预测 基因网络分析
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基于温里药抑制肺癌的药物筛选及对肿瘤相关巨噬细胞的影响 被引量：4
3
作者 李洪霖 吴建春 +1 位作者 崔亚静 李雁 《中华中医药学刊》 CAS 北大核心 2018年第6期1359-1362,I0019-I0022,共8页
目的：根据《中药学》第7版，将温里药附子、肉桂、干姜、高良姜、丁香、小茴香、花椒、吴茱萸、胡椒、荜茇、荜澄茄进行筛选，选出温里药中对Lewis小鼠具有抑瘤作用的温里药，并通过数据库筛选出肿瘤的有效成分，为下一步温里药组方奠... 目的：根据《中药学》第7版，将温里药附子、肉桂、干姜、高良姜、丁香、小茴香、花椒、吴茱萸、胡椒、荜茇、荜澄茄进行筛选，选出温里药中对Lewis小鼠具有抑瘤作用的温里药，并通过数据库筛选出肿瘤的有效成分，为下一步温里药组方奠定基础。方法：构建Lewis肺癌小鼠皮下移植瘤模型，将附子、干姜、高良姜、丁香、小茴香、花椒、吴莱萸、胡椒、荜茇、荜澄茄灌胃21d后，观察其抑瘤效果。结果：附子、吴茱萸、荜茇对肿瘤具有抑制作用，与对照组相比，附子、吴莱萸、荜茇对肿瘤具有抑制效果，可以抑制Lewis肺癌小鼠皮下移植瘤的生长，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论：温里药中的附子、吴茱萸、荜茇对Lewis肺癌小鼠皮下移植瘤有抑制作用，荜茇可抑制肿瘤组织中CD206的表达。 展开更多
关键词 温里药 肺癌 LEWIS肺癌小鼠 肿瘤相关巨噬细胞 基因/蛋白网络分析
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基因调节网络分析Pex3基因与焦虑症相关
4
作者 蔡日欣 陶学磊 +2 位作者 段程伟 陈颖 陆璐 《南通大学学报（医学版）》 2019年第4期286-290,共5页
目的:以C57BL/6J(B6)和DBA/2(D2)小鼠制备慢性焦虑模型,探究并验证Pex3基因与焦虑症的关系,及该基因表达调节通路。方法:采用数量性状基因座(expression quantitative trait loci, eQTL)分析技术结合基因表达的遗传相关性分析发现新的... 目的:以C57BL/6J(B6)和DBA/2(D2)小鼠制备慢性焦虑模型,探究并验证Pex3基因与焦虑症的关系,及该基因表达调节通路。方法:采用数量性状基因座(expression quantitative trait loci, eQTL)分析技术结合基因表达的遗传相关性分析发现新的焦虑症相关基因,并筛选其上游调控位点或下游被调控的基因,最后通过分子生物学方法予以验证。结果:基因表达谱与遗传连锁分析表明Pex3在小鼠海马及杏仁核等焦虑相关脑区高效表达,提示其可能与焦虑症相关,进一步研究发现,在BXD家族的两亲本小鼠焦虑症模型中,Pex3在蛋白水平和mRNA水平的表达均明显下降。因此,筛选Pex3为焦虑症的候选基因。Pex3为顺式调控基因,鉴定了8个邻近Pex3位点的反式QTL的基因,通过进一步排除由于连锁不平衡引起的相关转录物,结果显示Nr3c2和Lrp11[似然比统计值(likelihood ratio statistic, LRS)>10]为Pex3的下游候选基因。最后,用Pex3 siRNA转染HEK 293T细胞,验证沉默Pex3对下游基因的影响,其下游候选基因中Nr3c2是焦虑症相关基因。结论:经验证Pex3为焦虑症相关基因,可能与其下游基因Nr3c2共同参与了焦虑症的发生发展过程。 展开更多
关键词 焦虑症 Pex3 Nr3c2 杏仁核 基因调节网络分析 小鼠
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权重基因共表达网络分析在生物医学中的应用 被引量：14
5
作者 刘伟 李立 +1 位作者 叶桦 屠伟 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1791-1801,共11页
高通量生物监测方法可以同时检测同一样本的上千个参数,其在生物医学中的应用越来越广泛,但如何系统地分析并从高通量数据中挖掘有用信息,仍是一项重要的课题。网络生物学的出现使人们对复杂生物系统有了更深刻的理解,组织/细胞功能执... 高通量生物监测方法可以同时检测同一样本的上千个参数,其在生物医学中的应用越来越广泛,但如何系统地分析并从高通量数据中挖掘有用信息,仍是一项重要的课题。网络生物学的出现使人们对复杂生物系统有了更深刻的理解,组织/细胞功能执行具有模块化特点。目前,相关网络(Correlation network)被越来越多地应用于生物信息学,权重基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)是描述样品基因表达相关模式的一种系统生物学工具。在此,对WGCNA在疾病分型及预后、发病机制和其他相关领域研究进展作一个较为系统的综述。首先,对WGCNA的原理、分析流程和优势缺点进行总结。其次,介绍如何用WGCNA研究疾病、正常组织、药物、进化和基因组注释。最后,结合新高通量技术展望WGCNA应用新空间。以期科研工作者能够对WGCNA的应用有所了解。 展开更多
关键词 权重基因共表达网络分析 高通量技术 疾病 正常组织 药物 进化 基因组注释
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酒精性肝炎自噬关键基因的筛选及生物信息学分析 被引量：2
6
作者 袁超 练庆海 +3 位作者 尼贝贝 许燕 张彤 张剑 《器官移植》 CSCD 北大核心 2024年第1期90-101,共12页
目的筛选酒精性肝炎(AH)的自噬关键基因,探讨AH潜在的生物标志物和治疗靶点。方法采用基因表达综合数据库(GEO)中的2个AH基因芯片和从MSigDB、GeneCards数据库中获得的自噬相关数据集,通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)获取关键基因。... 目的筛选酒精性肝炎(AH)的自噬关键基因,探讨AH潜在的生物标志物和治疗靶点。方法采用基因表达综合数据库(GEO)中的2个AH基因芯片和从MSigDB、GeneCards数据库中获得的自噬相关数据集,通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)获取关键基因。对筛选的关键基因进行基因本体(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)功能富集分析,蛋白质相互作用(PPI)分析,免疫浸润分析,构建信使RNA(mRNA)-微小RNA(miRNA)网络,进行酒精性肝病不同分期的自噬相关关键基因的表达差异分析,并进一步通过实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR)在AH患者和小鼠肝脏组织中验证。结果本研究筛选得到了11个与AH自噬相关的基因(EEF1A2、CFTR、SOX4、TREM2、CTHRC1、HSPB8、TUBB3、PRKAA2、RNASE1、MTCL1、HGF),均为上调基因。在AH患者和小鼠肝脏组织中,SOX4、TREM2、HSPB8、PRKAA2在AH组中的相对表达量均高于对照组。结论SOX4、TREM2、HSPB8、PRKAA2可能是AH潜在的生物标志物和治疗靶点。 展开更多
关键词 酒精性肝炎 自噬 关键基因 生物信息学 加权基因共表达网络分析(WGCNA) 基因本体(GO) 京都基因和基因组百科全书(KEGG) 蛋白质相互作用(PPI)
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应用“GSEA-WGCNA-验证”整合策略分析类风湿关节炎肝肾亏虚证的生物标志物研究 被引量：4
7
作者 陈文佳 巩勋 +5 位作者 刘蔚翔 李培豪 姜泉 刘维 林娜 张彦琼 《北京中医药大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期599-606,共8页
目的应用基因集富集分析(GSEA)和加权基因共表达网络分析(WGCNA)发现类风湿关节炎(RA)肝肾亏虚证的候选生物标志物,并进行临床验证,探讨RA肝肾亏虚证的生物学基础。方法临床收集RA肝肾亏虚证(3例)、7个非肝肾亏虚证(各3例)及健康志愿者(... 目的应用基因集富集分析(GSEA)和加权基因共表达网络分析(WGCNA)发现类风湿关节炎(RA)肝肾亏虚证的候选生物标志物,并进行临床验证,探讨RA肝肾亏虚证的生物学基础。方法临床收集RA肝肾亏虚证(3例)、7个非肝肾亏虚证(各3例)及健康志愿者(4名)的全血样本,开展转录组学测序。以健康志愿者为对照,筛选RA肝肾亏虚证的差异表达基因集进行富集分析和功能注释。以RA非肝肾亏虚证患者和健康志愿者为对照,对转录组表达谱开展GSEA和WGCNA联用挖掘,将获取的关键差异表达基因作为RA肝肾亏虚证的候选生物标志物。利用独立临床验证集样本(每组≥12例)对候选生物标志物的表达水平进行qPCR检测,采用受试者操作特征(ROC)曲线等评价其辨证效能。结果RA肝肾亏虚证的差异表达基因富集于“免疫-炎症”相关通路、细胞调控相关通路和代谢相关通路,同时,还参与肝肾发育和代谢等生物过程。转录组表达谱的GSEA富集结果表明,与非肝肾亏虚证组相比,肝肾亏虚证组的差异表达基因更明显地参与肝功能(脂质、血液)代谢调节,肾功能(水盐、激素)代谢调节和神经系统调节相关的作用通路。WGCNA分析使转录组表达谱的17010个基因被分为了19个特征模块,其中3个特征模块与肝肾亏虚证呈明显正相关(r>0.300,P<0.05),其生物功能以“免疫-炎症”调节为主。整合GSEA和WGCNA分析结果后,选取变异系数、作用通路和生物模块代表性均排名前50%的3个关键基因[花生四烯酸5-脂氧合酶(ALOX5)、含Patatin样磷脂酶结构域蛋白8(PNPLA8)及抗沉默功能1(ASF1A)]作为RA肝肾亏虚证的候选生物标志物。验证结果显示:ALOX5、PNPLA8和ASF1A的辨证敏感度分别为88.89%、100.00%和100.00%,特异度分别为84.51%、76.47%和78.69%,准确度分别为85.00%、79.49%和80.00%,精确度分别为88.89%、100.00%和100.00%,ROC曲线下面积值分别为0.860、0.910和0.900� 展开更多
关键词 类风湿关节炎 肝肾亏虚证 转录组学 基因集富集分析 加权基因共表达网络分析 花生四烯酸5-脂氧合酶 含Patatin样磷脂酶结构域蛋白8 抗沉默功能1
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基于多重生物信息整合的类风湿关节炎寒湿痹阻证新型生物标志物的识别与验证 被引量：3
8
作者 李涛 陈文佳 +3 位作者 张彦琼 刘维 林娜 刘雪婷 《中国中药杂志》 CSCD 北大核心 2023年第24期6721-6729,共9页
通过整合基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)、加权基因共表达网络分析(weighted gene correlation network analysis,WGCNA)与临床独立样本集验证,识别类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)寒湿痹阻证的新型生物标... 通过整合基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)、加权基因共表达网络分析(weighted gene correlation network analysis,WGCNA)与临床独立样本集验证,识别类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)寒湿痹阻证的新型生物标志物。首先收集临床诊断为RA寒湿痹阻证患者、RA非寒湿痹阻证患者与健康志愿者的全血样本,开展转录组测序。以RA非寒湿痹阻证患者与健康志愿者作为对照,筛选RA寒湿痹阻证的差异表达基因集;进而,开展GSEA和WGCNA的整合挖掘,获取关键差异表达基因作为该病证的候选生物标志物。再利用临床独立验证样本(每组≥10例)对上述病证候选生物标志物的表达水平进行实时荧光定量PCR(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)验证,采用受试者工作特征(receiver operator characteristics,ROC)曲线等评价其辨证效能。研究结果显示,与健康对照组相比,获得3601个RA寒湿痹阻证相关差异表达基因(包含106个上调表达基因和3495个下调表达基因),其最显著富集于“免疫-炎症”调节、激素调节、物质和能量代谢相关通路,其次是细胞功能调控和滑膜血管翳生成相关通路等。并通过GSEA和WGCNA表明,变异系数、作用通路和生物模块代表性均排名前50%的关键差异基因ATP酶蛋白酶26S亚基2(proteasome 26S subunit,ATPase 2,PSMC2)为RA寒湿痹阻证的候选生物标志物。进一步,利用临床独立样本集的验证结果显示,PSMC2针对RA寒湿痹阻证的辨证效能参数——F1检测值、特异度、准确度、精确度分别为70.3%、61.9%、64.5%、81.3%,ROC曲线下面积(area under the curve,AUC)为0.96。综上,该研究应用“GSEA-WGCNA-验证”整合策略,识别出PSMC2为RA寒湿痹阻证的新型候选生物标志物之一,有助于提高RA核心证候的中医临床诊疗水平和辨证客观化水平。 展开更多
关键词 类风湿关节炎 寒湿痹阻证 转录组学 基因集富集分析 加权基因共表达网络分析 ATP酶蛋白酶26S亚基2
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整合GWAS和WGCNA分析挖掘甘蓝型油菜黄籽微效作用位点 被引量：7
9
作者 鲜小华 王 嘉 +4 位作者 徐新福 曲存民 卢 坤 李加纳 刘列钊 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1105-1113,共9页
甘蓝型油菜是世界上最重要的油料作物之一,黄籽是提高品质的重要育种目标。本研究以520份具有代表性的甘蓝型油菜品种(系)为材料,结合种子发育过程中8个时期的转录组数据,采取整合全基因组关联分析(GWAS)和权重基因共表达网络分析(WGCNA... 甘蓝型油菜是世界上最重要的油料作物之一,黄籽是提高品质的重要育种目标。本研究以520份具有代表性的甘蓝型油菜品种(系)为材料,结合种子发育过程中8个时期的转录组数据,采取整合全基因组关联分析(GWAS)和权重基因共表达网络分析(WGCNA)的策略,挖掘油菜黄籽性状微效作用位点,2年共检测到199个SNP位点,在SNP位点附近共挖掘出1826个名义候选基因。利用R语言中的WGCNA软件包构建了8个共表达模块,基因功能富集分析显示,turquoise模块和blue模块与黄籽表型相关。苯丙烷代谢途径、类黄酮途径的关键基因BnATCAD4、BnF3H以及BnANS为turquoise模块的枢纽基因(hub gene)。通过已知的黄籽相关基因,挖掘出了一部分黄籽微效作用基因,这些基因多参与苯丙烷、类黄酮以及原花青素代谢途径。本研究挖掘的这些位点和候选基因可作为影响油菜黄籽形成的重要候选区域和基因,有助于探究甘蓝型油菜黄籽基因资源信息、揭示油菜黄籽性状的遗传基础和分子机制、丰富分子育种理论以及提高油菜品质。 展开更多
关键词 甘蓝型油菜 黄籽 全基因组关联分析 权重基因共表达网络分析
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重症哮喘患者支气管内膜差异表达基因的生物信息学 被引量：3
10
作者 高雅宁 李健 +1 位作者 陈亮 温正军 《中华临床免疫和变态反应杂志》 CAS 2023年第1期27-33,共7页
目的通过生物信息学技术分析重症哮喘患者支气管内膜差异表达基因(DEGs)及其在重症哮喘发病中的可能作用。方法从基因芯片公共数据库(GEO)下载重症哮喘患者支气管内膜研究芯片和测序数据,应用R和Rstudio软件中的limma包获得差异表达基... 目的通过生物信息学技术分析重症哮喘患者支气管内膜差异表达基因(DEGs)及其在重症哮喘发病中的可能作用。方法从基因芯片公共数据库(GEO)下载重症哮喘患者支气管内膜研究芯片和测序数据,应用R和Rstudio软件中的limma包获得差异表达基因。应用加权基因共表达网络分析(WGCNA)探索基因之间的相互作用,并通过基因本体(gene ontology,GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,蛋白质互作(PPI)及关键基因分析,预测差异基因可能参与的分子生物学过程。结果通过芯片分析,共获得247个DEGs,其中127个上调基因,120个下调基因,主要参与的生物学过程包括“细胞迁移的调节”、“神经元的延伸”、“蛋白质泛素化降解”、“负趋化性”和“巨噬细胞自噬调节”。PPI分析发现关键基因为:RHOA、YWHAQ、PP1CC、ATP6V1A、CALM2、PSMA5、RPS3A、PSMC5、MRPL13、SEC61B。结论关键基因(RHOA、YWHAQ、PP1CC、ATP6V1A、CALM2、PSMA5、RPS3A、PSMC5、MRPL13、SEC61B)可能在重症哮喘发生发展过程中发挥了关键作用。 展开更多
关键词 重症哮喘 支气管内膜 差异表达基因 富集分析 权基因共表达网络分析
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大黄鱼生长速率差异个体肌肉组织的转录组比较分析 被引量：3
11
作者 张波 姜丹 +2 位作者 张东玲 王志勇 方铭 《水产学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期85-98,共14页
为了探究大黄鱼生长性状的分子调控机制,实验从同一个网箱内养殖的大黄鱼中选取生长速率较快的体重均值为(527.1±83.6)g的个体182尾、生长速率较慢的体重均值为(238.4±52.3)g的个体230尾,共412尾进行研究。对其肌肉组织进行总... 为了探究大黄鱼生长性状的分子调控机制,实验从同一个网箱内养殖的大黄鱼中选取生长速率较快的体重均值为(527.1±83.6)g的个体182尾、生长速率较慢的体重均值为(238.4±52.3)g的个体230尾,共412尾进行研究。对其肌肉组织进行总RNA提取和转录组测序,并对2组进行基因差异表达分析。以Padj<0.05、abs[log2(FoldChange)]>1为标准,共筛选到227个差异表达基因,包括125个上调基因、102个下调基因。差异表达基因在NCBI-nr和Uniprot(Swiss-Prot)数据库的注释率分别为99.12%、81.94%。通过差异表达基因的功能注释结果,初步筛选出了可能与肌肉生长相关的候选功能基因,如gdf9、ckm、tnni2和des等。GO和KEGG分析预测出部分与肌肉生长相关的信息,如GO term有肌动蛋白丝组织、肌动蛋白细胞骨架组织、肌动蛋白丝基过程、微管组织中心和发育生长等,KEGG通路有细胞和生长因子、脂肪酸生物合成、转化生长因子-β信号通路(TGF-β信号通路)、胰岛素信号通路和肌动蛋白细胞骨架的调控等。加权基因共表达网络分析(WGCNA)分析发现,purple模块与体重性状相关性较强,其核心基因myoz1、tpm1和tnni2可能与肌肉生长相关。本研究结果可以为后续相关基因功能的深度挖掘验证以及大黄鱼生长性状的分子调控机制解析提供参考。 展开更多
关键词 大黄鱼 肌肉生长 转录组 差异表达基因 加权基因共表达网络分析(WGCNA)
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失眠颗粒对疫情后PTSD患者卒中预防作用的网络药理学及动物实验研究 被引量：1
12
作者 张旭 李兰 +5 位作者 柏若雪 张莎 程楠 刘婧涵 阚晓茹 陈钧 《海南医学院学报》 CAS 北大核心 2024年第13期990-1001,共12页
目的:采用网络药理学方法和动物实验验证探讨陕西省中医医院院内制剂失眠颗粒治疗疫情后创伤后应激障碍(post‑traumatic stress disorder,PTSD)远期预防卒中(stroke)的作用机制。方法:使用TCMIP和BATMAN‑TCMTCMSP等数据库筛选失眠颗粒... 目的:采用网络药理学方法和动物实验验证探讨陕西省中医医院院内制剂失眠颗粒治疗疫情后创伤后应激障碍(post‑traumatic stress disorder,PTSD)远期预防卒中(stroke)的作用机制。方法:使用TCMIP和BATMAN‑TCMTCMSP等数据库筛选失眠颗粒成分中各味中药的有效成分及靶点,基于GEO数据库采用基因表达图谱分析技术通过基因共表达网络分析(WGCNA)获得PTSD和卒中的差异基因。利用R语言软件进行数据挖掘和统计分析,以筛选出PTSD发生卒中的风险基因。将失眠颗粒的靶点与PTSD发生卒中的风险基因取交集,通过STRING数据库构建靶点互作网络,在Cytoscape软件进行拓扑分析筛选核心靶点,对交集靶点进行GO功能分析和KEGG富集分析,构建“失眠颗粒中药‑成分‑靶点”网络图,选取核心靶点进行动物实验验证。结果:失眠颗粒筛选出642个化合物成分,对应2082个靶点,筛选出PTSD发生卒中的风险基因2379个,通过VENN分析获得失眠颗粒成分和疾病共同靶点165个。PPI分析后最终获得68个关键靶点,即为失眠颗粒治疗PTSD并对卒中远期预防的核心靶点。在CytoNCA进行拓扑分析,排名前10的核心靶点分别是MAPK3、MAPK1、NCOA2、MAPK14、NR3C1、RARA、PRKACA、SMARCD3、FOS、FOXO1。KEGG富集分析后得到104条相关通路,GO功能分析得到10条BP通路、10条MF通路和3条CC通路。在动物实验中,与模型组比较,失眠颗粒可明显改善PTSD的焦虑样行为,同时降低p38 MAPK蛋白的表达水平。结论:失眠颗粒通过抑制p38 MAPK介导的MAPK通路来抑制创伤后应激障碍的抑郁焦虑样行为和记忆能力。PTSD患者卒中的发生率高,失眠颗粒通过治疗PTSD并对卒中的远期预防有迹可循。 展开更多
关键词 失眠颗粒 创伤后应激障碍 卒中 网络药理学 基因共表达网络分析 机制研究
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基于WGCNA联合网络药理学探究防己地黄汤治疗类风湿关节炎的作用机制 被引量：3
13
作者 王金 孟祥文 +3 位作者 陈丝梦 程芷洛 庆兆 贾晓益 《现代药物与临床》 CAS 2023年第4期776-787,共12页
目的 利用网络药理学和加权基因共表达网络分析(WGCNA)方法探讨防己地黄汤治疗类风湿关节炎的分子机制。方法 利用TCMSP、SwissTargetPrediction、HERB数据平台及相关文献检索防己地黄汤的主要活性成分及其相关靶点,通过R软件limma包对... 目的 利用网络药理学和加权基因共表达网络分析(WGCNA)方法探讨防己地黄汤治疗类风湿关节炎的分子机制。方法 利用TCMSP、SwissTargetPrediction、HERB数据平台及相关文献检索防己地黄汤的主要活性成分及其相关靶点,通过R软件limma包对GEO平台类风湿关节炎数据集GSE110169进行差异分析。基于WGCNA筛选与疾病相关的基因模块。利用R软件VennDiagram包进行交集靶点分析。通过Cytoscape的cytoHubba插件筛选核心靶点基因。采用Cytoscape软件进行“药物–活性成分–靶点–疾病”网络构建与分析。clusterProfiler包对交集靶点基因进行基因本体论(GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。通过PyMOL软件对核心活性成分与核心靶点基因进行分子对接验证;并运用CIBERSOTR进行核心靶点基因的免疫浸润分析。结果 共筛选出有效活性成分129个,相关靶点1 280个,基因芯片差异基因2 091个;筛选出3个与疾病相关的基因模块;获得药物与疾病共同靶点139个;KEGG通路分析显示,主要富集在T细胞受体信号通路、NOD样受体信号通路、Toll样受体信号通路等;筛选出汉黄芩素和槲皮素2个核心成分及肿瘤蛋白53(TP53)和胱氨酸蛋白酶3(CASP3)2个核心靶点基因。分子对接显示,核心成分与核心靶点之间均具有稳定的结合能力;免疫浸润分析表明,核心靶点基因与多数免疫细胞关系密切。结论 防己地黄汤可能从抗炎、调节免疫细胞功能等多方面发挥对类风湿关节炎的治疗作用。 展开更多
关键词 防己地黄汤 类风湿关节炎 加权基因共表达网络分析 网络药理学 汉黄芩素 槲皮素 肿瘤蛋白53 胱氨酸蛋白酶3
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阿尔茨海默病表达谱芯片的加权基因共表达网络分析 被引量：7
14
作者 张帆 钟斯然 +5 位作者 杨斯漫 韦宇婷 王竟静 黄金兰 吴登攀 钟振国 《中国老年学杂志》 CAS 北大核心 2020年第11期2340-2345,共6页
目的使用加权基因共表达网络分析(WGCNA)探究阿尔茨海默病(AD)在不同病情分级下基因的协同共表达,寻找与阿尔茨海默病发病有关的关键基因。方法从GEO数据库下载GSE1297表达谱数据,根据基因的相关性,构建基因共表达模块,并计算模块基因... 目的使用加权基因共表达网络分析(WGCNA)探究阿尔茨海默病(AD)在不同病情分级下基因的协同共表达,寻找与阿尔茨海默病发病有关的关键基因。方法从GEO数据库下载GSE1297表达谱数据,根据基因的相关性,构建基因共表达模块,并计算模块基因与临床信息的相关性,选取与临床表型显著相关的模块使用Matescape数据库进行下游GO与KEGG富集分析,同时对模块内GS和MM的相关性进行分析,并使用Cytosacpe绘制共表达网络图,筛选枢纽基因。结果根据基因表达的相关性,发现8个共表达模块,其中模块Green(MEgreen)和模块Turquoise(MEturquoise)与临床简易智力状态检查(MMSE)评分、临床病情分级显著相关,MEturquoise与神经元纤维缠结(NFT)评分显著相关,共表达网络发现ATRNL1、SV2A、FXYD7、SYNGR3、MDH1、TBC1D9、UCHL1、NGFRAP1等基因在网络中处于核心的地位。结论 ATRNL1、SV2A、FXYD7、SYNGR3等基因可能在AD疾病发生发展中扮演重要的角色。 展开更多
关键词 加权基因共表达网络分析 阿尔茨海默病 生物信息学
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CCL20通过IL-17信号通路调控糖尿病肾病炎症进展 被引量：3
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作者 董兰 赵升 +3 位作者 李文川 李玥娇 连容 何凤 《新医学》 CAS 2023年第6期403-409,共7页
目的基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)识别糖尿病肾病(DN)外周血中的关键基因,探讨DN的发病机制,为其发生、发展提供新的见解。方法通过基因表达总库(GEO)下载数据集GSE142153进行差异表达基因(DEGs)筛选,应用京都基因与基因组百科全... 目的基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)识别糖尿病肾病(DN)外周血中的关键基因,探讨DN的发病机制,为其发生、发展提供新的见解。方法通过基因表达总库(GEO)下载数据集GSE142153进行差异表达基因(DEGs)筛选,应用京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析DEGs参与的分子生物学过程。通过构建WGCNA识别关键模块和中枢(hub)基因,应用验证集GSE65561分析受试者操作特征曲线从而验证hub基因潜在的临床诊断价值;随后采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测hub基因在DN患者外周血中的相对表达量。结果数据集GSE142153包含23例DN患者、10例健康对照者。根据筛选标准,DN组有181个DEGs,其中106个基因表达上调和75个基因表达下调。KEGG富集分析聚焦于IL-17、核因子-κB、酪氨酸蛋白激酶/信号转导及转录激活因子等炎症通路激活。WGCNA识别了16个模块,其中,turquoise模块被认为对DN最具临床意义,选择turquoise模块中的基因与DEGs、IL-17信号通路基因相交得C-C趋化因子配体20(CCL20)、IL-1β、C-X-C趋化因子配体1、基质金属蛋白酶-9、FOS样抗原1基因。临床DN患者外周血RT-qPCR验证,结果与生物信息学分析一致。结论CCL20等hub基因可能通过调控IL-17信号通路促进DN的炎症发展,该类基因有助于确定DN的潜在生物标志物和治疗靶点。 展开更多
关键词 糖尿病肾病 加权基因共表达网络分析 C-C趋化因子配体20 白介素-17信号转导通路 炎症
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纤维肌痛综合征生物标记物的筛选及免疫细胞浸润分析
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作者 刘雅妮 杨静欢 +5 位作者 陆慧慧 易玉芳 李智翔 欧阳福 吴璟莉 魏兵 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2025年第5期1091-1100,共10页
背景:纤维肌痛综合征作为常见风湿病,其发病与中枢敏化及免疫异常有关,但具体过程尚未阐明,缺乏特异性诊断标志物,不断探索该病的发病机制具有重要的临床意义。目的:基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)等生物信息学方法和机器学习算法... 背景:纤维肌痛综合征作为常见风湿病,其发病与中枢敏化及免疫异常有关,但具体过程尚未阐明,缺乏特异性诊断标志物,不断探索该病的发病机制具有重要的临床意义。目的:基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)等生物信息学方法和机器学习算法筛选纤维肌痛综合征潜在的诊断相关标志基因,并分析其免疫细胞浸润特征。方法:对来自基因表达综合数据库(GEO)的纤维肌痛综合征数据集转录谱进行差异分析和WGCNA分析,整合筛选出差异共表达基因,进一步采用机器学习套索回归(LASSO)算法、支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)机器学习算法来识别核心生物标志物,并绘制受试者工作特征(ROC)曲线以评估诊断价值。最后,采用单样本基因集富集分析(ssGSEA)和基因集富集分析(GSEA)评估纤维肌痛综合征的免疫细胞浸润情况及通路富集。结果与结论:①对GSE67311数据集按照log2|(FC)|>0,P<0.05的条件进行差异分析后获得8个下调的差异表达基因;进行WGCNA分析后获得正相关性最高(r=0.22,P=0.04)的模块(MEdarkviolet)内含基因497个,负相关性最高(r=-0.41,P=6×10-5)的模块(MEsalmon2)内含基因19个;将差异表达基因与WGCNA的2个高相关性模块基因取交集,获得7个基因。②对上述7个基因进行LASSO回归算法筛选出4个基因,进行SVM-RFE机器学习算法筛选出5个基因,两者取交集后确定了3个核心基因,分别为重组1号染色体开放阅读框150蛋白(germinal center associated signaling and motility like,GCSAML)、整合素β8(Integrin beta-8,ITGB8)和羧肽酶A3(carboxypeptidase A3,CPA3);绘制3个核心基因的ROC曲线下面积分别为0.744,0.739,0.734,提示均具有很好的诊断价值,可作为纤维肌痛综合征的生物标志物。③免疫浸润分析结果显示,与对照组相比纤维肌痛综合征患者记忆B细胞、CD56 bright NK细胞和肥大细胞显著下调(P<0.05),且与上述3个生物标志物显著正相关(P 展开更多
关键词 纤维肌痛综合征 生物信息学 机器学习 免疫浸润 加权基因共表达网络分析 套索回归 支持向量机递归特征消除算法 单样本基因集富集分析 基因集富集分析
缺乏运动降低成年人胰岛素敏感性的加权基因共表达网络分析 被引量：5
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作者 刘会平 刘湘茹 李智 《中国卫生统计》 CSCD 北大核心 2020年第6期878-882,共5页
目的通过加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)分析久坐影响成年人胰岛素敏感性的关键基因及其相关功能和机制。方法针对下载于NCBI的人类基因表达汇编(gene expression omnibus,GEO)数据库的... 目的通过加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)分析久坐影响成年人胰岛素敏感性的关键基因及其相关功能和机制。方法针对下载于NCBI的人类基因表达汇编(gene expression omnibus,GEO)数据库的数据集GSE9103,利用WGCNA进行模块化分析,并通过相关性分析和网络可视化确定模块内关键hub基因及其调控网络,再对关键hub基因进行基因本体GO分析和基因集富集GSEA分析。结果通过构建共表达网络,最终得到5个基因模块,其中yellow模块与久坐呈正相关,而NDUFA9为其枢纽基因;tan模块与久坐呈负相关,而MYBPC2为其枢纽基因。进一步对GO和GSEA分析发现,yellow模块基因包括NDUFA9主要发挥线粒体形成、有氧呼吸、脂肪酸降解等生物学功能并参与物质代谢、三羧酸循环、阿尔茨海默氏症、帕金森病相关通路;而tan模块基因包括MYBPC2则与骨骼肌收缩、糖原代谢、心脏发育相关。结论本研究通过构建基因共表达网络筛选出与久坐生活方式显著相关的2个关键基因模块和2个枢纽基因;这2个模块基因分别通过线粒体功能、物质代谢和骨骼肌收缩、糖原代谢而影响成年人对胰岛素的敏感性。 展开更多
关键词 胰岛素敏感性 运动 加权基因共表达网络分析 基因模块 枢纽基因 基因本体分析 基因富集分析
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基于加权基因共表达网络分析和机器学习算法探究葡萄糖代谢参与缺血性脑卒中的机制及其关键基因
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作者 王曼曼 宁文华 +4 位作者 王海明 刘伊滢 李思颖 高京 魏向阳 《实用心脑肺血管病杂志》 2024年第5期72-77,82,共7页
目的基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)和机器学习算法探究葡萄糖代谢参与缺血性脑卒中(IS)的机制及其关键基因。方法本实验时间为2022年11月—2023年6月。从GEO数据库GPL6883平台下载IS芯片数据集GSE16561,其包括39例IS患者(IS组)和2... 目的基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)和机器学习算法探究葡萄糖代谢参与缺血性脑卒中(IS)的机制及其关键基因。方法本实验时间为2022年11月—2023年6月。从GEO数据库GPL6883平台下载IS芯片数据集GSE16561,其包括39例IS患者(IS组)和24例健康受试者(对照组)外周血的总RNA表达谱数据,对其进行预处理,基于WGCNA筛选与IS组相关性最强的模块内基因,将其与在GeneCards数据库选取的相关性得分>5分的基因取交集,得到IS葡萄糖代谢相关基因并对其进行基因本体论(GO)功能富集分析。基于蛋白质相互作用(PPI)网络分析,采用机器学习算法[随机森林(RF)、支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)算法]筛选IS葡萄糖代谢关键基因。比较GSE16561中IS组和对照组IS葡萄糖代谢关键基因表达量,同时绘制IS葡萄糖代谢关键基因诊断IS的ROC曲线,通过曲线下面积(AUC)评估其诊断效能。结果WGCNA共得到了11个基因共表达模块,其中棕色模块与IS组相关性最强(r=0.56,P=2×10^(-6)),其共包含461个基因。GeneCards数据库中相关性得分>5分的基因共2386个,将其与棕色模块基因取交集,共得到85个IS葡萄糖代谢相关基因。GO功能富集分析结果显示,IS葡萄糖代谢相关基因主要涉及的生物学过程(BP)为对肽的反应、对肽激素的反应、细胞碳水化合物代谢过程,主要涉及的细胞成分(CC)为富含纤维胶凝蛋白1的颗粒、分泌颗粒腔、细胞质囊泡腔,主要涉及的分子功能(MF)为类泛素蛋白连接酶结合、磷蛋白结合、蛋白酶结合。PPI网络分析结果显示,得到了1个包含12个基因的核心模块。将RF算法以及SVM-RFE算法得到的关键基因取交集,最终得到4个IS葡萄糖代谢关键基因,分别为MMP9、STAT3、ITGAM、TLR2。IS组MMP9、STAT3、ITGAM、TLR2表达量高于对照组(P<0.05)。ROC曲线分析结果显示,MMP9、STAT3、ITGAM、TLR2诊断IS的AUC分别为0.855[95%CI(0.762~0.948)]、0.872[95%CI 展开更多
关键词 缺血性卒中 葡萄糖代谢 加权基因共表达网络分析 机器学习 关键基因
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基于加权基因共表达网络分析的动脉粥样硬化中铁死亡核心基因及其与免疫浸润细胞的关系研究
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作者 方柔柔 杨启帆 +5 位作者 韩若冰 邬东东 孙娜 李娟 徐守竹 赵晶 《实用心脑肺血管病杂志》 2024年第3期62-69,76,共9页
目的 基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选动脉粥样硬化(AS)中铁死亡核心基因,并分析其与免疫浸润细胞的关系。方法 从基因表达综合(GEO)数据库下载AS转录组数据集GSE100927[筛选出颈动脉样本41个,包含12个健康对照者的颈动脉样本(... 目的 基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选动脉粥样硬化(AS)中铁死亡核心基因,并分析其与免疫浸润细胞的关系。方法 从基因表达综合(GEO)数据库下载AS转录组数据集GSE100927[筛选出颈动脉样本41个,包含12个健康对照者的颈动脉样本(对照组)和29个AS患者的颈动脉样本(AS组)]。从FerrDb数据库下载铁死亡相关基因(FRG),去除重复基因后,最终纳入了564个FRG。利用R软件(版本4.2.3)进行数据预处理、差异表达基因(DEG)筛选、WGCNA,通过在线String数据库进行蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)分析及确定核心基因,比较GSE100927中对照组和AS组核心基因表达水平,并分析GSE20129和GSE226790中核心基因表达水平,同时进行单样本基因集富集分析(ssGSEA)及免疫浸润分析。结果 共筛选出了508个DEG。网络拓扑分析结果显示,软阈值为2。共识别到5个基因模块,其中绿松石色基因模块与AS相关性最强(r=-0.96,P<0.001),该基因模块共包含15 087个基因。将绿松石色基因模块中的基因、FRG、DEG取交集,共得到17个交集基因。PPI分析结果显示,构建出1个含有17个节点、60条边的PPI网络图;核心基因分别为IL1B、CTSB、HMOX1、CDKN2A、ALOX5。在GSE100927中,AS组IL1B、CTSB、HMOX1、CDKN2A、ALOX5表达水平高于对照组(P<0.05);在GSE20129中,AS组IL1B、HMOX1表达水平高于对照组(P<0.05);在GSE20129中,对照组与AS组CDKN2A、ALOX5表达水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);在GSE226790中,对照组与AS组CTSB表达水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。ssGSEA结果显示,IL1B、CTSB、HMOX1、CDKN2A、ALOX5主要涉及铁死亡、脂肪消化吸收等机制。AS组静息CD4记忆T淋巴细胞、浆细胞表达水平低于对照组,活化肥大细胞、单核细胞、滤泡辅助性T淋巴细胞、记忆B细胞表达水平高于对照组(P<0.05)。相关性分析结果显示,IL1B表达水平与活化肥大细胞、中性粒细胞表达水平呈正相关, 展开更多
关键词 动脉粥样硬化 加权基因共表达网络分析 铁死亡 核心基因 免疫浸润细胞
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基于生物信息学分析骨肉瘤的关键基因和qRT-PCR实验验证
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作者 李威材 秦刚 +5 位作者 苏国威 刘金富 肖世富 刘俊良 范以东 吴广涛 《实用肿瘤杂志》 CAS 2024年第4期344-355,共12页
目的利用生物信息学方法筛选出与骨肉瘤(osteosarcoma,OS)相关的关键基因,以作为OS的潜在诊断标志物和新治疗靶点。方法从基因表达综合(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库中检索下载2个符合本研究的OS相关数据集(GSE16088和GSE42572)... 目的利用生物信息学方法筛选出与骨肉瘤(osteosarcoma,OS)相关的关键基因,以作为OS的潜在诊断标志物和新治疗靶点。方法从基因表达综合(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库中检索下载2个符合本研究的OS相关数据集(GSE16088和GSE42572),共包括21例OS组织样本和14例正常骨组织样本。对数据集进行矫正分析鉴定出差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。通过加权基因共表达网络分析方法(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)与DEGs筛选出交集基因。对交集基因进行疾病本体论(Disease Ontology,DO)、基因本体论(Gene Ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书分析(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)和蛋白互作(protein-protein interaction,PPI)网络分析。采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评估该PPI网络degree排名前10位的Hubbe基因的表达水平对OS患者的诊断效能,并以另一个OS数据集GSE19276对Hubbe基因进行验证筛选出关键基因。分析关键基因与浸润性免疫细胞的相关性。收集2020年9月1日至2022年6月30日于广西中医药大学第一附属医院住院手术的4例OS患者的OS组织及其癌旁组织,采用实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,qRT-PCR)对关键基因进行实验验证。结果在OS组织与正常骨组织中共筛选出687个DEGs(上调基因523个和下调基因164个)。WGCNA关键模块基因2338个。DEGs与WGCNA关键模块基因共有交集基因545个。DO富集分析结果表明,DEGs与WGCNA结果的交集基因主要与泌尿系统癌症、肾癌、生殖细胞癌、肌肉骨骼系统癌症和胚胎癌等癌症相关。GO富集结果表明,交集基因主要参与骨化的形成、细胞外基质组织和生物矿物组织发育等生物学过程。KEGG通路富集在磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositide 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB,又名Akt)信号通路、过� 展开更多
关键词 骨肉瘤 生物信息学 差异表达基因 加权基因共表达网络分析 QRT-PCR 脯氨酰4-羟化酶亚单位α1 整合素αⅤ
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