基于GEO数据库应用WGCNA和机器学习算法筛选肝细胞癌相关核心基因及验证

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作者 张博超 李强 +1 位作者 张如 孟杰 《现代检验医学杂志》 2026年第1期86-92,99,共8页

目的基于基因表达综合数据库(GEO)信息,筛选与肝细胞癌(HCC)相关的核心基因,评估其在预测HCC发病方面的临床应用价值。方法从GEO数据库下载HCC基因表达谱GSE14520、GSE63898,将数据合并后作为内部数据集。以P<0.05且|log_(2)FC|>... 目的基于基因表达综合数据库(GEO)信息,筛选与肝细胞癌(HCC)相关的核心基因,评估其在预测HCC发病方面的临床应用价值。方法从GEO数据库下载HCC基因表达谱GSE14520、GSE63898,将数据合并后作为内部数据集。以P<0.05且|log_(2)FC|>3.5为条件筛选HCC的差异基因,并与加权基因共表达网络分析(WGCNA)特征基因取交集后,筛选与HCC相关的核心基因。利用基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析核心基因的潜在功能。利用机器学习算法构建HCC的最优预测模型,并使用外部数据集GSE46444和GSE76427进行模型验证。通过Cytoscape和PPI软件筛选关键核心基因,开展细胞增殖和侵袭实验验证。结果通过差异表达分析和WCGNA分析筛选出6个核心基因,分别为CYP1A2、HAMP、MT1H、MT1M、GPC3、SPINK1。通过GO和KEGG通路富集分析,核心基因与金属离子反应、无机物质反应、矿物质吸收相关。机器学习算法筛选出Stepglm[both]与XGBoost算法确定HCC的最优模型,在内部数据集的AUC值为0.996(95%CI:0.991~0.998),在外部数据集GSE46444组和GSE76427组的AUC值分别为0.808(95%CI:0.727~0.877)和0.985(95%CI:0.971~0.996)。通过Cytoscape软件分析鉴定出的3个基因分别是MT1M、MT1H、GPC3,并且MT1H为HCC的关键核心基因。细胞实验发现敲除MT1H促进了肝癌细胞的增殖能力及侵袭能力(F=261.2、37.54,均P<0.001),表明MT1H具有抑癌作用。结论通过生物信息学筛选出CYP1A2、HAMP、MT1H、MT1M、GPC3、SPINK1可能是HCC潜在的生物诊断标志物,为HCC的临床诊疗提供思路。并且MT1H为HCC的关键核心基因,可以抑制HCC进展。 展开更多

关键词 加权基因共表达网络分析 机器学习算法 肝细胞癌 核心基因

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加权基因共表达网络分析结合机器学习筛选糖尿病心肌病中与Th17细胞相关的核心基因

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作者 秦冲 王振辉 +4 位作者 王越 董健 赵娜 刘擎 张洪亮 《现代医学》 2025年第4期546-558,共13页

目的:探讨免疫细胞相关基因在糖尿病心肌病(DCM)中的作用,并探讨其潜在机制。方法:采用单样本基因集富集分析探讨样本的免疫浸润情况。通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)挖掘与免疫浸润相关的基因。通过富集分析,分析这些基因的功能。... 目的:探讨免疫细胞相关基因在糖尿病心肌病(DCM)中的作用,并探讨其潜在机制。方法:采用单样本基因集富集分析探讨样本的免疫浸润情况。通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)挖掘与免疫浸润相关的基因。通过富集分析,分析这些基因的功能。基因间的相互作用在蛋白-蛋白相互作用网络中可视化,通过Cytoscape软件鉴定核心基因。通过机器学习筛选核心基因,生成受试者工作特征(ROC)曲线来评估核心基因在DCM诊断中的表现。采用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)和Western blot检测核心基因在大鼠心肌组织中的表达。结果:DCM组样本中辅助性T细胞17(Th17)细胞浸润分数显著增加。差异表达分析和WGCNA鉴定出28个与Th17细胞浸润相关的差异基因,这些基因与代谢相关。使用LASSO回归、随机森林模型等算法从28个差异基因中鉴定出核心基因。此外,ROC曲线分析显示,核心基因具有极佳的区分DCM的能力。最后,体内实验表明,qRT-PCR和Western blot的结果与测序结果一致。结论:WGCNA联合机器学习筛选出DCM中与Th17细胞相关的核心基因为2,4-二烯酰辅酶a还原酶1(Decr1)和线粒体3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合成酶2(Hmgcs2),在DCM中表达量均显著高于正常。 展开更多

关键词 糖尿病心肌病 辅助性T细胞17 加权基因共表达网络分析 机器学习 核心基因

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芪冬心悸平胶囊治疗频发室性期前收缩的网络药理学研究

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作者 曹宝国 刘惠娟 +3 位作者 王恒 樊红波 秦少华 陈圆圆 《首都食品与医药》 2025年第11期66-69,共4页

目的目的应用网络药理学分析芪冬心悸平胶囊治疗频发室性期前收缩的作用机制。方法方法在TCMSP、Herb、Stitch数据库中筛选芪冬心悸平胶囊的有效成分及靶点。在GeneCards、OMIM、TTD数据库中筛选频发室性期前收缩的基因靶点。构建韦恩图... 目的目的应用网络药理学分析芪冬心悸平胶囊治疗频发室性期前收缩的作用机制。方法方法在TCMSP、Herb、Stitch数据库中筛选芪冬心悸平胶囊的有效成分及靶点。在GeneCards、OMIM、TTD数据库中筛选频发室性期前收缩的基因靶点。构建韦恩图,获取两者的共有基因。应用Cytoscape软件和STRING数据库分别构建频发室性期前收缩-芪冬心悸平胶囊-作用靶点的三元调控网络图和蛋白质相互作用(PPI)网络,筛选出核心基因。结果结果筛选出芪冬心悸平胶囊143个有效成分、250个靶点基因,其中216个是与频发室性期前收缩的共有基因。核心基因涉及丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、丝裂原活化蛋白激酶3(MAPK3)、信号转导及转录激活蛋白3(STAT3)、雌激素受体基因1(ESR1)、白细胞介素-6(IL-6)。结论结论芪冬心悸平胶囊通过多种中药组分共同作用于多个靶点,调控多个信号通路,发挥对频发室性期前收缩的治疗作用。 展开更多

关键词 芪冬心悸平胶囊 频发室性期前收缩 网络药理学 有效成分 核心基因

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结直肠癌中环状RNA介导竞争性内源RNA网络及预后价值研究

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作者 阮丽 支涛 +1 位作者 杨正益 敖栋基 《齐齐哈尔医学院学报》 2025年第11期1017-1024,共8页

目的旨在通过对结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)中circRNA、miRNA和mRNA的表达谱数据进行差异表达分析,探讨circRNA在结直肠癌中的竞争性内源性RNA(ceRNA)机制、潜在生物学功能及预后关联生物标志物。方法采用生物信息学分析方法,从GEO... 目的旨在通过对结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)中circRNA、miRNA和mRNA的表达谱数据进行差异表达分析,探讨circRNA在结直肠癌中的竞争性内源性RNA(ceRNA)机制、潜在生物学功能及预后关联生物标志物。方法采用生物信息学分析方法,从GEO和TCGA数据库获取相关数据集,使用R语言进行数据处理及分析,筛选出具有差异表达的circRNA、miRNA和mRNA并构建ceRNA网络,对网络中关键节点枢纽基因进行GO功能富集、KEGG通路及生存分析。结果在CRC中有55个circRNAs、31个miRNAs和677个mRNAs呈现出差异表达,通过预测circRNA与miRNA的结合位点以及miRNA靶基因,构建一个由6个circRNAs、5个miRNAs和15个mRNAs组成的ceRNA网络,对网络枢纽基因进行GO和KEGG分析,结果显示在跨膜受体蛋白酶活性以及miRNA与癌症的信号通路方面富集,生存分析结果显示有2个枢纽基因与CRC患者的总生存显著相关,从而明确与生存相关的ceRNA子网络并强调其作为生物标志物的潜能。结论构建由circRNA介导的竞争性内源性RNA调控网络框架,并确定与CRC预后有显著关联的枢纽基因,可为临床应用提供了潜在的预后生物标志物。 展开更多

关键词 结直肠癌 环状RNA 竞争性内源RNA 核心基因网络 生物标志物

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基于WGCNA的稻谷储藏期间差异基因挖掘与品质调控网络构建

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作者 董雪 陈梦秋 +2 位作者 邵晋 吴学友 唐培安 《中国农业科学》 北大核心 2025年第14期2885-2903,共19页

【背景】稻谷在长期储藏过程中经历复杂的生理和生化变化,这些变化不仅影响其储藏稳定性,还直接决定其最终的品质。储藏过程中,脂肪氧化、淀粉降解、蛋白质变化、膜稳态失衡及氧化胁迫等因素共同导致稻谷品质劣变。然而,稻谷储藏期间的... 【背景】稻谷在长期储藏过程中经历复杂的生理和生化变化,这些变化不仅影响其储藏稳定性,还直接决定其最终的品质。储藏过程中,脂肪氧化、淀粉降解、蛋白质变化、膜稳态失衡及氧化胁迫等因素共同导致稻谷品质劣变。然而,稻谷储藏期间的分子机制尚不明确。【目的】本研究旨在通过WGCNA分析稻谷储藏期间的差异基因(DEGs),构建共表达网络,识别与稻谷储藏过程中品质变化密切相关的核心基因,并探讨其潜在调控机制,揭示稻谷储藏稳定性的关键分子基础。【方法】选取粳稻品种(南粳46号),分别在0、3、6、9和12个月的储藏时间点采样,并对样本进行转录组测序以获取基因表达数据。利用WGCNA分析筛选储藏期间差异较大的基因,构建加权基因共表达网络,并识别与储藏时间显著相关的特异性模块。基于网络连通性分析筛选核心基因,并结合富集分析、生理生化指标测定,以探索核心基因的功能。【结果】从基因表达谱中筛选出9050个DEGs,其中8654个基因在储藏不同阶段差异表达,396个为各储藏阶段共有的DEGs。WGCNA识别到17个基因共表达模块,进一步筛选出4个与稻谷储藏过程密切相关的特异性模块。网络连通性分析进一步挖掘出具有调控潜力的核心基因,包括参与脂质代谢的OsOLE4、OsCDAP3,维护细胞稳态的OsLEA32、OsAGP24、OsRHD3,乙烯信号通路调控基因OsERF064,以及控制表观遗传的OsEMF2a以及缺乏功能注释的5个候选基因。【结论】本研究基于转录组学和WGCNA技术,系统解析了稻谷储藏过程中的分子调控网络,表明稻谷通过多层次基因调控机制适应储藏环境。特定模块中的核心基因在抗氧化、营养代谢、膜稳态和细胞功能维持等方面发挥关键作用。 展开更多

关键词 稻谷 储藏品质 转录组测序 加权基因共表达网络分析 核心基因

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高密度饲养响应下亚洲小车蝗型变相关基因的共表达网络分析

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作者 寇桂香 董瑞文 +3 位作者 赵洁 才让项毛 周渊涛 高书晶 《昆虫学报》 北大核心 2025年第11期1475-1488,共14页

【目的】本研究旨在识别亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus两型转变的关键基因,探讨两型转变的分子机制。【方法】对高密度处理(150头/笼)饲养后型变第1,3,5和7天的亚洲小车蝗3龄蝗蝻进行转录组测序,通过加权基因共表达网络分析(weighted ge... 【目的】本研究旨在识别亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus两型转变的关键基因,探讨两型转变的分子机制。【方法】对高密度处理(150头/笼)饲养后型变第1,3,5和7天的亚洲小车蝗3龄蝗蝻进行转录组测序,通过加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)算法分析关键模块的GO和KEGG富集通路,并挖掘核心基因。【结果】利用WGCNA对亚洲小车蝗19326个unigenes进行分析,共构建出了20个表达模块。Blue模块的转录因子(transcription factor,TF)表达量相对较高,确定为关键模块。5个核心模块中共有119个TF,25个家族基因。其中,有关型变基因模块的是Royalblue,Purple,Red,Grey60和Brown,从中挖掘到6个亚洲小车蝗型变核心基因JHAMT,JHEH,PHA,TAT,IbHPPD和DDC。关键模块的GO和KEGG富集通路主要包括代谢过程、细胞过程和催化活性,及泛素介导的蛋白水解通路、RNA转运通路和GPI锚定蛋白的生物合成,苯丙氨酸和酪氨酸代谢通路中有1条连通性高且共有的天冬氨酸氨基转移酶基因。【结论】本研究利用WGCNA方法发现许多关键基因的共表达模块,并通过基因之间的连通性能够进一步说明基因与基因之间的网络互作关系,为深入发掘特有的型变基因、探索亚洲小车蝗型变机制奠定基础。 展开更多

关键词 亚洲小车蝗 型变 核心基因 共表达模块 加权基因共表达网络分析

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结肠癌核心基因和独立预后因子筛选的生物信息学分析 被引量：6

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作者 刘迁 祁国萍 +3 位作者 于华裔 戴宇阳 陆文斌 金建华 《吉林大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期755-765,共11页

目的:挖掘基因表达综合(GEO)数据库和癌症基因组图谱(TCGA)数据库中结肠癌基因表达数据,探讨引发结肠癌的潜在核心基因及独立预后因子。方法:采用TCGA数据库检索结肠癌中基因表达水平和临床特征数据,采用GEO数据库检索结肠癌和癌旁组织... 目的:挖掘基因表达综合(GEO)数据库和癌症基因组图谱(TCGA)数据库中结肠癌基因表达数据,探讨引发结肠癌的潜在核心基因及独立预后因子。方法:采用TCGA数据库检索结肠癌中基因表达水平和临床特征数据,采用GEO数据库检索结肠癌和癌旁组织中核心基因表达水平,行加权基因共表达网络分析(WGCNA)、维恩分析、蛋白-蛋白互作(PPI)网络构建和Hub基因筛选、基因本体(GO)及京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集分析、泛癌基因的免疫细胞亚型分析、核心基因的泛癌热图和相关性分析、核心基因与肿瘤微环境的相关性分析和核心基因的风险回归模型分析,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)、Westernblotting和免疫组织化学法检测结肠癌组织及癌旁组织中NKD1与AXIN2表达水平,进一步证实筛选结果。结果:TCGA数据分析得出1208个基因高表达;GSE37182芯片中有252个基因高表达。对4组差异分析数据取交集,维恩分析获得13个共有基因,并进行PPI网络构建,发现7个基因(ARID3A、SALL4、NKD1、KND2、AXIN2、CA9和TACSTD2)为结肠癌潜在的核心基因。GO富集分析,这7个基因主要参与Wnt信号通路进行正/负调控,基底外侧质膜或结合泛素蛋白连接酶;KEGG富集分析,这7个基因主要作用于Hippo信号通路和Wnt信号通路。泛癌基因分析,7个核心基因在结肠癌组织中均明显高表达,NKD1和AXIN2基因在结肠癌组织中的表达呈正相关关系(r=0.69);TACSTD2基因在C1、C2、C3和C6免疫细胞亚型中呈高表达。核心基因的表达与样品中肿瘤微环境之间的相关性分析,结肠癌组织中NKD2、AXIN2、ARID3A和NKD1基因的表达与综合打分呈负相关关系(P<0.01)。结肠癌患者生存预后分析,只有AXIN2为显著独立预后因子(P<0.05),在结肠癌患者中为低风险独立预后因子。RT-qPCR、Westernblotting和免疫组织化学法检测,NKD1在结肠癌肿瘤标本和结肠癌细胞中均呈高表达,并且NKD1与AXIN2基因表达水平呈显著正相关关系(P<0.01)。结论:基于生物信息学分析结肠癌数据库筛选出7个核心基因,其中AXIN2为结肠癌患者独立预后因子,结肠癌组织中NKD1的AXIN2基因表达水平呈正相关关系。 展开更多

关键词 结肠肿瘤 核心基因 预后因子 加权基因共表达网络分析 生物信息学

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m^(6)A相关基因在激素性股骨头坏死中的生物信息学分析 被引量：2

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作者 令狐熙涛 桂佳琦 +2 位作者 梁卓智 瓦庆德 黄帅 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2024年第36期5811-5816,共6页

背景:m^(6)A修饰与股骨头坏死的发生发展相关,但在激素性股骨头坏死中的作用尚不清楚。目的:基于GEO数据库,采用生物信息学方法分析激素性股骨头坏死中表达差异的m^(6)A基因及互作miRNAs,探寻其潜在发病机制。方法:在GEO数据库中检索并... 背景:m^(6)A修饰与股骨头坏死的发生发展相关,但在激素性股骨头坏死中的作用尚不清楚。目的:基于GEO数据库,采用生物信息学方法分析激素性股骨头坏死中表达差异的m^(6)A基因及互作miRNAs,探寻其潜在发病机制。方法:在GEO数据库中检索并下载与激素性股骨头坏死相关的mRNA表达谱数据集(GSE123568),通过R软件对数据集进行差异基因筛选及GO功能、KEGG通路富集分析。识别差异基因中的m^(6)A差异表达基因(m^(6)A-DEGs)并对其进行GO功能与KEGG通路富集分析,比较m^(6)A-DEGs的表达量并分析它们之间的相关性。最后通过Cytoscape构建m^(6)A-DEGs的PPI互作网络及筛选核心基因。使用TargetScan,miRTarBase和miRBD数据库预测m^(6)A-DEGs相关的潜在miRNAs,同时使用ChIPBase及hTFtarget数据库预测7个核心基因潜在转录因子,然后分别构建m^(6)A-miRNA与转录因子m^(6)A调控网络。最后使用数据集GSE74089验证7个核心m^(6)A-DEGs的表达水平。结果与结论:①从数据集中共筛选出2460个差异表达的基因,其中1455个上调,1005个下调。②从数据集中筛选出了14个m^(6)A-DEGs,包括3个下调和11个上调基因,m^(6)A-DEGs在激素性股骨头坏死中的表达具有显著差异(P<0.05),Spearman分析表明它们之间具有一定相关性。③m^(6)A-DEGs的GO和KEGG富集分析主要集中在骨髓细胞分化与发育、免疫受体与细胞因子受体活性、破骨细胞分化、AMPK与白细胞介素17信号通路。④m^(6)A-DEGs前7个核心基因包括YTHDF3,YTHDF1,YTHDF2,ALKBH5,METTL3,HNRNPA2B1及HNRNPC,它们在miRTarBase,miRDB和TargetScan数据库中共有44个miRNA重叠,在ChIPBase及hTFtarget数据库中共有79个重叠转录因子。⑤在GSE74089数据集中有6个核心m^(6)A-DEGs的表达水平与GSE123568数据集一致。⑥结果证实,根据生物信息学方法筛选的7个m^(6)A-DEGs可能通过调控多个miRNA、转录因子和AMPK及白细胞介素17信号通路表达,进而影响激素性股骨头坏死中骨髓细胞分化发育与破骨细胞分化,为进一步深入研究激素性股骨头坏死的发病机制和靶向治疗提供了数据支持和研究方向。 展开更多

关键词 激素性股骨头坏死 m^(6)A甲基化 微小RNA 转录因子 生物信息学 差异基因 基因调控网络 核心基因

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基于加权共表达网络预测结直肠癌的核心基因 被引量：2

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作者 兰燕 张旭 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2021年第3期242-251,共10页

研究根据GEO数据库下载的包括17对结直肠癌组织和正常组织的基因芯片数据集GSE32323,对方差前25%的基因进行加权共表达网络分析得到10个模块,然后利用P <0.05选出与结直肠癌显著最相关的2个模块,用DAVID数据库对其进行GO和KEGG富集分... 研究根据GEO数据库下载的包括17对结直肠癌组织和正常组织的基因芯片数据集GSE32323,对方差前25%的基因进行加权共表达网络分析得到10个模块,然后利用P <0.05选出与结直肠癌显著最相关的2个模块,用DAVID数据库对其进行GO和KEGG富集分析,表明这2个模块主要富集在细胞调控、细胞外泌体、代谢通路和细胞分裂、蛋白结合、细胞周期、P53信号通路等过程。再用Cytoscape对核心模块可视化,根据GEPIA数据库作生存分析,由P <0.05得到PPARG,ACO2,MYC,CCNB2和NUP37共5个核心基因作为结直肠癌可能的生物标志物,为结直肠癌治疗药物靶点的选取奠定了理论基础。 展开更多

关键词 结直肠癌 核心基因 加权共表达网络 功能富集分析 生存分析

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基于网络药理学及分子对接研究夏枯草治疗乳腺囊性增生病的药理作用机制 被引量：4

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作者 钟想 尹旭 +2 位作者 何天翼 杜佳尚 何志贤 《现代医药卫生》 2022年第24期4156-4163,共8页

目的联合运用网络药理学和分子对接技术研究夏枯草治疗乳腺囊性增生病的药理作用机制。方法通过美国TCMSP数据库搜索夏枯草中有效成分信息及其对应的作用研究靶点,运用GeneCards、OMIM、PharmGkb、DrugBank数据库获取相关乳腺囊性增生... 目的联合运用网络药理学和分子对接技术研究夏枯草治疗乳腺囊性增生病的药理作用机制。方法通过美国TCMSP数据库搜索夏枯草中有效成分信息及其对应的作用研究靶点,运用GeneCards、OMIM、PharmGkb、DrugBank数据库获取相关乳腺囊性增生病的临床疾病靶点。将乳腺囊性增生病对应的相关疾病靶点和夏枯草潜在作用靶点相互映射取一交集,并绘制韦恩图。运用STRING数据库和Cytoscape 3.9.0软件对疾病和药物共同靶点进行蛋白质互作网络分析,并应用R软件对交集基因进行基因本体(GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析;通过Cytoscape 3.9.0软件构建疾病-中药活性成分-靶点网络图。运用Sybyl软件以分子对接的形式验证夏枯草活性成分与乳腺囊性增生病核心基因靶点的相互作用。结果共筛选出夏枯草11个活性成分及186个基因靶点,2699个乳腺囊性增生病基因靶点。141个药物和疾病的共同靶点,24个核心基因;主要涉及氧化应激反应、抗炎、调节免疫功能等多个生物学过程,主要涉及的信号通路包括环磷酸腺苷信号通路、晚期糖化终末产物-晚期糖化终末产物受体信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B信号通路、白细胞介素-17信号通路等。夏枯草活性成分与乳腺囊性增生病的相关疾病靶点可通过氢键结合,进而相互作用。结论揭示了夏枯草可能通过其主要活性成分与丝/苏氨酸蛋白激酶1、环加氧酶2、丝裂原激活蛋白激酶8、酪氨酸激酶受体2靶蛋白结合发挥在乳腺囊性增生病中的疗效,并通过环磷酸腺苷信号通路、晚期糖化终末产物-晚期糖化终末产物受体信号通路、肿瘤坏死因子信号通路实现的,为进一步药理学实验提供了科学的理论依据。 展开更多

关键词 夏枯草 乳腺囊性增生病 网络药理学 分子对接 核心基因 活性成分

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基于生物信息学揭示ceRNA调控网络在结直肠癌中的作用

11

作者 刘琳 费素娟 苗蓓 《激光生物学报》 CAS 2024年第4期365-376,共12页

为探索结直肠癌(CRC)相关的竞争性内源RNA(ceRNA)网络调控机制,寻找治疗CRC的潜在靶点,本研究从基因表达综合(GEO)数据库中下载CRC相关环状RNA(circRNA)数据集,应用稳健排序整合(RRA)算法、加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选差异表达ci... 为探索结直肠癌(CRC)相关的竞争性内源RNA(ceRNA)网络调控机制,寻找治疗CRC的潜在靶点,本研究从基因表达综合(GEO)数据库中下载CRC相关环状RNA(circRNA)数据集,应用稳健排序整合(RRA)算法、加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选差异表达circRNA,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证了筛选的circRNA(hsa_circRNA_057090、hsa_circRNA_092566)呈环状,且在CRC组织、CRC细胞系中均高表达。在circBank及CircInteractome数据库中预测与circRNA相结合的微RNA(miRNA),在TargetScan、miRDB数据库中预测miRNA的靶基因,从癌症基因组图谱(TCGA)数据库中筛选CRC差异表达mRNA,两者取交集后得到差异表达靶基因,构建出ceRNA调控网络。应用DAVID软件、String数据库、Cytoscape软件及基因表达谱互动分析(GEPIA)数据库对靶基因进行基因本体(GO)富集分析、京都基因和基因百科全书(KEGG)富集分析、蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)构建及生存分析。从PPI网络中筛选出10个核心基因,最终构建出circRNA-miRNA-核心基因网络。GO富集分析和KEGG富集分析显示,核心基因主要参与化学突触传递、配体门控离子通道活性等过程,且在cAMP等多个信号通路中显著富集。生存分析显示,2个核心基因SNAP25、ATP2B2的表达水平与CRC患者预后显著相关。本研究鉴定的hsa_circRNA_057090、hsa_circRNA_092566及构建的ceRNA调控网络可能为CRC提供新的生物标志物或潜在的治疗靶点。 展开更多

关键词 结直肠癌 环状RNA 竞争性内源RNA 核心基因网络 治疗靶点

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基于网络药理学及分子对接技术探讨中药复方射干麻黄汤治疗咳嗽变异性哮喘的作用机制 被引量：18

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作者 朱栋 何翔 李国平 《环球中医药》 CAS 2023年第2期210-217,共8页

目的利用网络药理学和分子对接技术研究射干麻黄汤治疗咳嗽变异性哮喘药效成分的可能靶点,为其临床应用及科研提供理论依据。方法在TCMSP数据库中查询9味组方药物的有效活性成分靶点;在GeneCards、OMIM、PharmGkb、TTD和DrugBank数据库... 目的利用网络药理学和分子对接技术研究射干麻黄汤治疗咳嗽变异性哮喘药效成分的可能靶点,为其临床应用及科研提供理论依据。方法在TCMSP数据库中查询9味组方药物的有效活性成分靶点;在GeneCards、OMIM、PharmGkb、TTD和DrugBank数据库中查询咳嗽变异性哮喘的疾病相关基因;将药物靶点与疾病相关基因取交集并用Cytoscape构建中药复方调控网络;查找网络核心基因后用R语言进行GO及KEGG富集分析;使用Vina对蛋白受体和小分子配体进行对接。结果本研究共筛选出254个药物靶点;筛选到网络核心基因9个,分别为TNF、MAPK14、AKT1、ESR1、STAT1、MAPK1、EGFR、TP53和MAPK3;GO富集分析氧化应激反应富集最明显;KEGG富集分析主要涉及流体剪切力与动脉粥样硬化通路;分子对接发现槲皮素与TNF和AKT1基因具有较好的结合性。结论本研究体现了中药复方射干麻黄汤多成分、多靶点及多途径的作用特点,为射干麻黄汤治疗咳嗽变异性哮喘作用机制提供新思路和新靶点。 展开更多

关键词 射干麻黄汤 咳嗽变异性哮喘 网络药理学 分子对接 药物靶点 核心基因

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基于网络药理学探究棘豆止咳散防治慢性阻塞性肺疾病的机制研究 被引量：3

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作者 盛松 李婧 扎拉嘎白乙拉 《世界中医药》 CAS 2022年第4期455-459,465,共6页

目的:采用网络药理学方法研究棘豆止咳散(JDZKS)治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)的作用机制。方法:利用数据库、基因芯片等预测JDZKS治疗COPD的靶点,构建成分-治疗靶点(C-T)网络、治疗-疾病靶点(T-D)网络并计算网络贡献指数、Degree、Betwee... 目的:采用网络药理学方法研究棘豆止咳散(JDZKS)治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)的作用机制。方法:利用数据库、基因芯片等预测JDZKS治疗COPD的靶点,构建成分-治疗靶点(C-T)网络、治疗-疾病靶点(T-D)网络并计算网络贡献指数、Degree、Betweenness和Closeness筛选主要核心成分和靶点。对治疗靶点进行富集分析,最后对核心成分和靶点分子对接验证。结果:预测得到治疗靶点116个,根据网络贡献指数、Degree、Closeness和Betweenness筛选C-T和T-D网络得到2个核心成分和5个核心靶点。GO和KEGG分析显示JDZKS从炎症、氧化应激、细胞凋亡、抗感染、营养代谢等方面防治COPD,组织富集分析显示治疗靶点富集于多个器官组织。分子对接结果表明核心成分与核心靶点间具有较强的结合力。结论:JDZKS治疗COPD具有多成分、多靶点的特点,理论上可以从多角度、多层次防治COPD。 展开更多

关键词 棘豆止咳散 网络药理学 慢性阻塞性肺疾病 基因芯片 网络效能 贡献指数 核数 分子对接

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基于网络药理学探讨香砂六君子汤治疗慢性萎缩性胃炎的作用机制 被引量：36

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作者 高娜 姚涛 +3 位作者 赵赟 李少康 张平安 车志英 《世界中医药》 CAS 2022年第4期460-465,共6页

目的:运用网络药理学的技术分析香砂六君子汤治疗慢性萎缩性胃炎的分子机制。方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)搜索香砂六君子汤的药物成分及靶点,绘制中药-化合物-靶点网络;通过GeneCards、OMIM数据库筛选疾病相关基因... 目的:运用网络药理学的技术分析香砂六君子汤治疗慢性萎缩性胃炎的分子机制。方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)搜索香砂六君子汤的药物成分及靶点,绘制中药-化合物-靶点网络;通过GeneCards、OMIM数据库筛选疾病相关基因,绘制韦恩图,获取共同基因并绘制蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络进行网络拓扑分析获取核心基因;对核心基因进行进一步的基因本体(GO)功能注释和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。结果:经过筛选得到香砂六君子汤中药活性成分137个,潜在作用靶点162个,慢性萎缩性胃炎疾病702个相关靶点,药物-疾病共同靶点51个,经过网络拓扑分析得到PTGS2、TNF、VEGFA、IL1B、CAT等18个核心靶点,通过GO、KEGG主要富集于对活性氧的反应、细胞对氧化应激的反应等生物过程和肿瘤坏死因子、IL-17、Toll样受体、C型凝集素受体信号通路等通路上。结论:香砂六君子汤可以通过多成分-多靶点-多通路的机制,抑制“炎-癌”转化治疗慢性萎缩性胃炎。 展开更多

关键词 网络药理学 香砂六君子汤 慢性萎缩性胃炎 核心基因 基因本体功能注释 京都基因和基因组百科全书富集分析 “炎-癌”转化

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横纹肌肉瘤预后相关的潜在基因靶点研究

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作者 袁征 赵昌松 +1 位作者 高峥嵘 张强 《北京医学》 CAS 2022年第7期603-608,共6页

目的 采用微阵列技术筛选横纹肌肉瘤(rhabdomyosarcoma, RMS)组织与正常骨骼肌组织的核心差异表达基因(differentially expressed gene, DEG),分析DEG对其生存时间的影响。方法 GSE28511数据集在基因表达数据库(Gene Expression Omnibus... 目的 采用微阵列技术筛选横纹肌肉瘤(rhabdomyosarcoma, RMS)组织与正常骨骼肌组织的核心差异表达基因(differentially expressed gene, DEG),分析DEG对其生存时间的影响。方法 GSE28511数据集在基因表达数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)中下载获得,包含18例RMS组织样本(10例腺泡状横纹肌肉瘤组织,8例胚胎性横纹肌肉瘤组织)和6例正常骨骼肌样本。使用GEO2R检测RMS和正常组织之间的DEG。进行京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)和基因本体论(gene ontology, GO)通路富集分析,构建蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络,识别重要模块和核心基因,并对核心基因进行生存分析和表达分析。结果RMS组织中有181个DEG。GO分析显示,变异主要富集于肌肉收缩、横纹肌收缩、肌节组织、肌原纤维组装、心脏收缩力调节、肌肉收缩调节、横纹肌收缩调节、Z盘、肌原纤维、肌球蛋白、胞液、肌节、肌肉结构成分和肌动蛋白结合等。KEGG分析显示,DEG在心肌收缩通道、心肌细胞的肾上腺素能信号、糖酵解和糖异生、钙信号通路、氨基酸的生物合成和细胞周期中大量富集。PPI网络共有134个节点和986条相互作用关系。共鉴定了4个核心基因(TTN、TNNI2、TNNT3、NEB),其中NEB基因在RMS高表达时,患者生存时间较短(P<0.05)。结论 生物信息学技术可用于探讨RMS的发病机制。RMS与正常组织之间存在差异,NEB基因在RMS组织中高表达,NEB基因可能作为RMS早期诊断和特异性治疗的生物标志物。 展开更多

关键词 横纹肌肉瘤 差异表达基因 蛋白-蛋白相互作用网络 生物信息学 核心基因

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基于网络药理学探讨麻射安金丸治疗慢性阻塞性肺疾病的作用机制

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作者 尚艳花 邓敬华 +2 位作者 张晓阳 马真 王玉栋 《世界中西医结合杂志》 2024年第3期542-549,共8页

目的基于网络药理学分析麻射安金丸治疗慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)的潜在机制。方法应用TCMSP中药系统药理学数据库及相关文献资料等检索麻射安金丸中的生物活性成分,筛选出作用靶点,构建麻射安金... 目的基于网络药理学分析麻射安金丸治疗慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)的潜在机制。方法应用TCMSP中药系统药理学数据库及相关文献资料等检索麻射安金丸中的生物活性成分,筛选出作用靶点,构建麻射安金丸的药物-有效成分-作用靶点网络。根据Drugbank和Genecards等数据库建立其与COPD的相关疾病靶点,并与麻射安金丸的有效成分靶点相匹配获得潜在治疗靶点。基于Metascape数据库和DAVID数据库对潜在治疗靶点进行GO生物过程、KEGG信号通路分析,并分析蛋白质-蛋白质相互作用(Protein-protein interaction,PPI),用Cytoscape软件对PPI网络进行拓扑分析。结果麻射安金丸中有效化学成分有1525种,包括半夏22种、赤芍18种、川芎22种、甘草95种、僵蚕3种、苦杏仁26种、麻黄43种、牡蛎1种、木香29种、砂仁23种、射干12种和浙贝母5种,有效成分作用靶点基因298个。在药物-有效成分-靶点网络内重要性前10的有效成分中,来源自麻黄6种,赤芍、苦杏仁、僵蚕3种,射干、甘草、半夏、川芎、砂仁2种,浙贝母1种。KEGG富集分析显示,在得出的全部20调信号通路中,得到10条靠前的信号通路。GO功能富集分析显示,前10个生物过程包括酶结合、DNA依赖的转录正调控等;前10个分子功能包括核质、细胞质等;前10个细胞定位包括蛋白质变性调节、蛋白质代谢调节等。PPI网络经提取后获得了包含21个节点的核心网络,其中JUN、MAPK1、MAPK3、TNF、RELA、MYC、STAT3、TP53、AKT1、MAPK8、EGFR、MAPK14和PRKCA基因是核心靶点。动物实验显示:模型组和对照组大鼠血清IL-1β、IL-6和TNF-α均高于空白组,差异有统计学意义(P<0.05);模型组大鼠血清IL-1β、IL-6和TNF-α均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。模型组和对照组大鼠MAPK1、MAPK3、MYC的mRNA表达水平均高于空白组,差异有统计学意义(P<0.05);模型组大鼠MAPK1、MAPK3、MYC的mRNA表达水平均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论麻射安金丸通过多成分、多靶点和多通路治疗COPD,其中麻射安金丸的潜在有效成分主要来源于麻黄、射干、柴胡、白芍、白术和甘草,麻射安金丸治疗作用的核心靶点主要有JUN、MAPK1、MAPK3等基因。 展开更多

关键词 麻射安金丸 慢性阻塞性肺疾病 网络药理学 基因 核心靶点

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基于网络药理学桃核承气汤防治脓毒症心肌功能障碍的作用机制探讨 被引量：10

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作者 庄燕 戴林峰 鲁俊 《现代药物与临床》 CAS 2021年第3期421-427,共7页

目的运用计算机网络药理学技术预测桃核承气汤治疗脓毒症心肌功能障碍的作用靶点和信号通路,进一步分析其防治脓毒症心肌功能障碍的基础和作用机制。方法运用中药系统药理学成分分析平台Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacol... 目的运用计算机网络药理学技术预测桃核承气汤治疗脓毒症心肌功能障碍的作用靶点和信号通路,进一步分析其防治脓毒症心肌功能障碍的基础和作用机制。方法运用中药系统药理学成分分析平台Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform (TCMSP)数据库获取桃核承气汤的有效成分及作用靶标基因,从GeneCards数据库收集脓毒症心肌功能障碍的靶标基因,将两者取交集后得到疾病-药物蛋白靶基因,运用STRING构建蛋白质间相互作用网络,并通过Cytoscape软件将结果进行网络可视化展示,通过网络结构和节点间加权重联系的计算分析算法筛选出作用的关键基因。借助Webgestalt在线工具进行疾病-药物交集靶基因的基因本体论(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,并可视化展示。最后利用CTD数据库并结合文献学习,获取关键基因于脓毒症心肌功能障碍的疾病治疗作用。结果桃核承气汤的135个化合物中有64成分通过20个靶点与脓毒症心肌功能障碍相互关联。其中AKT1、HMOX1、JUN、TNF、IL1B、MAPK14、NOS3、PPARG、ICAM1、NOS2、VCAM1、STAT1等关键基因主要通过调控炎症反应、促进细胞存活、抗细胞凋亡、参与能量代谢、病原识别、毒物代谢等路径,在质膜、细胞膜、吞噬细胞、线粒体自噬等分子反应中发挥作用。结论网络药理学方法科学预测桃核承气汤防治脓毒症心肌功能障碍的关键靶标及其参与的相关通路,提示该方剂对脓毒症心肌功能障碍的防治作用为多靶点、多通路、多选择的复杂机制,并且多与抗炎、抗细胞凋亡、促进细胞存活等机制相关。 展开更多

关键词 桃核承气汤 脓毒症心肌功能障碍 网络药理学 关键基因

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我国东部土壤氮转化微生物的功能分子生态网络结构及其对作物的响应 被引量：18

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作者 汪峰 ZHOU JiZhong 孙波 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期387-396,共10页

农田土壤-植物系统的氮素循环影响了生产力和环境,但土壤微生物之间的相互作用对氮素循环的影响机制仍不清楚,同时这种相互作用如何响应种植作物等管理方式也不明确.本研究在中国东部3个气候带,选择3种典型的地带性土壤类型(寒温带黑土... 农田土壤-植物系统的氮素循环影响了生产力和环境,但土壤微生物之间的相互作用对氮素循环的影响机制仍不清楚,同时这种相互作用如何响应种植作物等管理方式也不明确.本研究在中国东部3个气候带,选择3种典型的地带性土壤类型(寒温带黑土、暖温带潮土和中亚热带红壤)设置不种植(裸地,non-cropping)和种植玉米(cropping)的田间试验,基于高通量基因芯片测定不同土壤共有的氮转化基因(核心氮转化基因),利用随机矩阵方法建立土壤核心氮转化基因的分子生态网络,揭示种植玉米对土壤核心氮转化基因网络结构的影响.研究表明种植玉米增加了土壤中大部分核心氮转化基因的丰度,显著提高了核心氮转化基因网络的复杂程度.网络拓扑结构的模块数由裸地处理的8个增加到种植玉米的28个.裸地土壤核心氮转化基因网络有2个模块枢纽,其关键基因为固氮基因(nifH);种植玉米后网络有9个模块枢纽,其关键基因包含固氮(nifH)和反硝化基因(narG和nosZ).土壤核心氮转化基因的功能分子生态网络结构与植物、气候、土壤等因素显著相关,说明农田管理和环境条件的变化可以通过改变微生物的分子生态网络结构,影响其驱动农田养分循环的功能. 展开更多

关键词 氮转化基因 功能分子 生态网络 种植玉米 黑土 潮土 红壤

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基于生物信息学分析筛选舌鳞状细胞癌核心基因及其预后价值 被引量：2

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作者 黄成 易尚辉 +1 位作者 查文婷 吕媛 《医学信息》 2020年第3期6-12,共7页

目的通过对GEO数据库提供的基因芯片数据进行挖掘,结合生物信息学分析基因表达谱,获取舌鳞状细胞癌(TSCC)核心基因,利用生存分析初步验证核心基因对舌鳞状细胞癌的预测效果。方法从GEO数据库下载舌鳞状细胞癌相关芯片数据(GSE9844),获得... 目的通过对GEO数据库提供的基因芯片数据进行挖掘,结合生物信息学分析基因表达谱,获取舌鳞状细胞癌(TSCC)核心基因,利用生存分析初步验证核心基因对舌鳞状细胞癌的预测效果。方法从GEO数据库下载舌鳞状细胞癌相关芯片数据(GSE9844),获得了26例TSCC组织样本和12例癌旁组织样本的全基因组转录组谱,采用SAM算法筛选出TSCC与癌旁组织间的差异表达基因,并借助GEO的gene信息库对基因功能进行描述,筛选出TSCC与癌旁组织间的差异细胞信号通路,构建决定TSCC的基因共表达网络,通过GEPIA数据库来初步验证共表达网络中的核心基因是否与TSCC患者的生存预后存在相关性。结果筛选出2074个差异表达基因,包括1119个上调基因和955个下调基因。以2074个差异表达基因作为共表达网络的构建基础,共纳入230个差异表达基因,筛选出5个TSCC核心的基因(ADCY4、PLA2G12A、MAOB、PDE2A、CYP2C9),通过GEPIA数据库对核心基因进行生存分析,初步验证共表达网络中高表达的ADCY4基因与TSCC总体生存率呈正相关(P=0.014),高表达PLA2G12A基因与TSCC总体生存率呈负相关(P=0.0029),MAOB、PDE2A及CYP2C9基因患者生存率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论通过生物信息学方法分析影响TSCC的核心基因,最终筛选出2个差异表达非常显著且对患者预后影响明显的基因,对TSCC的诊断和预后治疗提供了新思路,提高TSCC机制的研究效率。 展开更多

关键词 舌鳞状细胞癌 生物信息学 核心基因 共表达网络

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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 被引量：1

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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,与滤泡辅助性T淋巴细胞、记忆B细胞、M0型巨噬细胞表达水平呈负相关(P<0.05);CTSB、HMOX1表达水平与22种免疫浸润细胞表达水平均无直线相关关系(P>0.05);CDKN2A表达水平与中性粒细胞表达水平呈负相关(P<0.05);ALOX5表达水平与活化CD_(4)记忆T淋巴细胞、活化树突状细胞、M2型巨噬细胞表达水平呈负相关,与活化肥大细胞、调节性T淋巴细胞、M1型巨噬细胞表达水平呈正相关(P<0.05)。结论 本研究基于WGCNA共筛选出5个AS中铁死亡核心基因,分别为IL1B、CTSB、HMOX1、CDKN2A、ALOX5,其中IL1B、CDKN2A、ALOX5表达水平与部分免疫浸润细胞表达水平有直线相关关系,而CTSB、HMOX1表达水平与22种免疫浸润细胞表达水平均无直线相关关系。 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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