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基于基因转录的企业新领域产品设计方法
1
作者 张琳 董霄 +3 位作者 林君晖 张振洋 伊晁辰 苏冉 《机械设计》 北大核心 2026年第1期213-220,共8页
为解决企业在新领域开发过程中面临产品的可识别特征转化与继承难题,提出一种指导新领域产品研发的设计方法。该方法基于产品造型设计视角,类比生物基因的转录与翻译机制,以设计要素的数据集合变量为节点,各节点间的相关性为边,构建融... 为解决企业在新领域开发过程中面临产品的可识别特征转化与继承难题,提出一种指导新领域产品研发的设计方法。该方法基于产品造型设计视角,类比生物基因的转录与翻译机制,以设计要素的数据集合变量为节点,各节点间的相关性为边,构建融合设计知识与用户偏好的产品造型基因调控网络;对造型方案进行组合,形成最终产品设计方案。以某公司正在研究开发的自动调度共享滑板车产品为例,通过构建造型矩阵,结合多目标优化算法得出产品进化最优解,在一定程度上提高产品造型设计的效率和质量,为新领域产品设计中的特征继承转化问题提供新思路。 展开更多
关键词 新领域产品设计 设计知识 产品造型基因调控网络 多目标优化
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加权基因共表达网络分析结合机器学习筛选及验证骨关节炎生物标记物
2
作者 张倩 黄东锋 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第5期1096-1105,共10页
背景:脂质代谢异常影响软骨细胞代谢,在骨关节炎的发生和进展中有着重要的作用,但目前其机制尚不明确。目的:采用加权基因共表达网络分析结合机器学习算法鉴定骨关节炎软骨细胞脂质代谢特征基因,并进行初步验证。方法:采用加权基因共表... 背景:脂质代谢异常影响软骨细胞代谢,在骨关节炎的发生和进展中有着重要的作用,但目前其机制尚不明确。目的:采用加权基因共表达网络分析结合机器学习算法鉴定骨关节炎软骨细胞脂质代谢特征基因,并进行初步验证。方法:采用加权基因共表达网络分析和微阵列数据的线性模型获得差异共表达基因,结合机器学习方法,最终筛选得到脂质代谢相关的特征基因。通过蛋白质互作网络分析,探究差异共表达基因的蛋白质互作网络关系;采用基因本体论和京都基因与基因组百科全书富集分析探索差异共表达基因所在信号通路;运用免疫相关性分析鉴定特征基因与免疫细胞浸润模式;体外分子实验验证特征基因的mRNA和蛋白表达水平。结果与结论:①经数据标准化处理和主成分分析、加权基因共表达网络分析和微阵列数据的线性模型获得高/低表达的差异共表达基因123和110个;②运用逻辑回归、随机森林和支持向量机3种机器学习算法筛选得到特征基因37个,最终得到2个脂质代谢相关的特征基因SMPD3和CYP4F3;③蛋白质互作网络分析显示SMPD3和CYP4F3蛋白相互作用均较低;④基因本体论结果显示差异共表达基因主要富集在中性粒细胞脱颗粒、中性粒细胞免疫反应和应答、中性粒细胞激活和白细胞脱颗粒等;而京都基因与基因组百科全书富集分析提示差异共表达基因主要涉及细胞外基质受体的作用和黏附等关键通路;⑤基于基因表达数据的细胞类型亚型鉴定分析显示8种免疫细胞在骨关节炎中具有显著差异;相关性分析显示SMPD3与静息态树突状细胞显著正相关(r=0.44,P=3.6×10^(-3)),与中性粒细胞显著负相关(r=-0.48,P=1.7×10^(-3));而CYP4F3与单核细胞和中性粒细胞显著正相关(r=0.76,P=7.6×10^(-9);r=0.73,P=6.0×10^(-8)),与T细胞滤泡辅助细胞和静息态树突状细胞显著负相关(r=-0.38,P=0.01;r=-0.38,P=0.01);⑥体外分子实验证明,在骨关节炎组SMPD3 mRNA和蛋白水平显著增高,而CYP4F3降低;⑦结果显示,骨关节炎软骨细胞脂质代谢特征基因SMPD3和CYP4F3可作为骨关节炎靶向治疗及软骨修复或退变的潜在生物标记物,为深入探究国人群体中脂质代谢异常与骨关节炎的关系及临床靶向治疗提供新策略。 展开更多
关键词 骨关节炎 脂质代谢 加权基因共表达网络分析 机器学习 靶向治疗 软骨修复或退变
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自然越冬过程不同种源天竺桂激素信号转导及转录组分析
3
作者 崔罗敏 殷云龙 +3 位作者 於朝广 喻方圆 陶承友 芦治国 《植物资源与环境学报》 北大核心 2026年第1期25-35,47,共12页
以栽培于江苏南京的安徽、河南和浙江3个种源的天竺桂(Cinnamomum japonicum Siebold)为研究材料,对自然越冬过程其叶片中激素含量和转录组进行分析。结果表明:自然越冬过程河南种源的天竺桂叶片中吲哚乙酸含量显著高于(p<0.05)安徽... 以栽培于江苏南京的安徽、河南和浙江3个种源的天竺桂(Cinnamomum japonicum Siebold)为研究材料,对自然越冬过程其叶片中激素含量和转录组进行分析。结果表明:自然越冬过程河南种源的天竺桂叶片中吲哚乙酸含量显著高于(p<0.05)安徽和浙江种源,安徽种源的天竺桂叶片中脱落酸、水杨酸和赤霉素A1含量总体显著高于河南和浙江种源。转录组测序共获得192466个unigene,进行Nr、Nt、KO、Swiss-Prot、KOG、GO和PFAM 7大数据库的基因功能注释,注释率为54.4%。差异表达基因筛选、k-means聚类分析和加权基因共表达网络分析(WGCNA)结果表明:植物-病原体互作、淀粉和蔗糖代谢以及植物激素信号转导3个关键KEGG通路显著富集。脱落酸和水杨酸信号通路是天竺桂应对自然越冬的重要代谢通路,其中脱落酸受体基因(PYR/PYL)、蔗糖非发酵激酶基因(SnRK 2)、脱落酸应答元件结合因子基因(ABF)、病程相关基因非表达子1(NPR1)、TGACG结合模体(TGA)转录因子基因和病程相关基因(PR-1)具有重要作用。随机挑选6个差异表达基因的实时荧光定量PCR相对表达量与转录组表达量的变化趋势一致。综上所述,3个种源天竺桂通过特异的激素动态平衡与激素信号通路协同调控适应自然越冬,其中河南种源表现出更强的抗寒代谢调控能力。 展开更多
关键词 天竺桂 自然越冬 植物激素 抗寒性 转录组 加权基因共表达网络分析(WGCNA)
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基于加权基因共表达网络分析识别并鉴定胰腺癌的Hub基因
4
作者 彭瑶 张明军 《医学理论与实践》 2026年第1期6-10,共5页
目的:运用加权基因共表达网络分析(WGCNA)结合机器学习算法发掘胰腺癌新的生物标志物。方法:通过对基因表达综合数据库(GEO)中胰腺癌及正常胰腺组织的RNA测序表达数据集进行差异表达基因分析,利用WGCNA识别关键模块和基因,结合Lasso回... 目的:运用加权基因共表达网络分析(WGCNA)结合机器学习算法发掘胰腺癌新的生物标志物。方法:通过对基因表达综合数据库(GEO)中胰腺癌及正常胰腺组织的RNA测序表达数据集进行差异表达基因分析,利用WGCNA识别关键模块和基因,结合Lasso回归分析及生存分析,确定Hub基因并对其诊断效能进行验证。结果:在GSE15471和GSE16515数据集中,鉴定出123个差异表达基因,WGCNA确定了7个共表达模块,其中黄色模块与胰腺癌具有强相关性。在黄色模块中筛选出49个关键基因,并与差异表达基因取交集得到18个交集基因。通过Lasso回归分析和生存分析,最终确定了6个Hub基因(C15orf48、C19orf33、GPRC5A、KRT19、LAMB3和SLC6A14),这些基因在胰腺癌中表达上调,且与患者总生存期相关。ROC曲线分析显示,这6个Hub基因在训练集和验证集中均表现出良好的诊断效能。结论:C15orf48、C19orf33、GPRC5A、KRT19、LAMB3和SLC6A14在胰腺癌的发生发展中可能具有重要生物学意义,为胰腺癌诊断、治疗及预后评估提供生物标志物线索。 展开更多
关键词 胰腺癌 加权基因共表达网络分析 Hub基因 生物标志物
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基于宏基因组学揭示生物降解地膜对棉田土壤微生物群落的影响
5
作者 刘淑娥 董兆飞 +1 位作者 张爱华 闵伟 《环境科学》 北大核心 2026年第1期650-662,共13页
生物降解地膜作为传统地膜的替代品,已引起人们广泛关注,然而关于生物降解地膜长期覆盖对土壤微生物群落结构的影响尚未明晰.因此,设置传统地膜(CMPs)和生物降解地膜(BMPs)这两个处理,通过传统地膜覆盖26 a和生物降解地膜覆盖11a的大田... 生物降解地膜作为传统地膜的替代品,已引起人们广泛关注,然而关于生物降解地膜长期覆盖对土壤微生物群落结构的影响尚未明晰.因此,设置传统地膜(CMPs)和生物降解地膜(BMPs)这两个处理,通过传统地膜覆盖26 a和生物降解地膜覆盖11a的大田试验,采用宏基因组学技术,探究生物降解地膜对干旱区棉田土壤微生物群落结构的影响.结果表明,与CMPs处理相比,BMPs处理显著降低土壤含水量(SWC)、容重(BD)和速效磷(AP),分别降低25.00%、12.50%和12.09%,但显著增加土壤孔隙度(SP),增幅为10.07%. BMPs处理(124个)较CMPs处理(182个)显著降低独有物种数目.门水平下,BMPs处理显著增加变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度,显著降低放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度;属水平下,BMPs处理显著增加类诺卡氏菌属(Nocardioides)、红色杆菌属(Solirubrobacter)和硝化螺菌属(Nitrospira)的相对丰度,显著降低鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)的相对丰度.同时,BMPs处理微生物群落之间的正相关比例和平均度较CMPs处理显著增加16.32%和8.71%,降低了微生物群落模块化程度,降低1.89%,促进了微生物群落的共生关系和稳定性. BMPs处理显著增加xylA、narG/nxrA和nasA等基因的相对丰度,显著降低accA、 frdA、nirB、nrtA、gcd和phoR等基因的相对丰度,促进了碳降解、反硝化和同化硝酸盐还原过程,抑制了异化硝酸还原和无机磷增溶过程.生物降解地膜较传统地膜提高了土壤微生物群落复杂性和稳定性,并且土壤SWC和AP是影响微生物群落组成的关键环境因子. 展开更多
关键词 宏基因组 生物降解地膜(BMPs) 微生物 共线网络 功能基因
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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
6
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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慢性粒细胞白血病伊马替尼耐药核心基因的生物信息学筛选及实验验证
7
作者 周曼 龙梅婷 +6 位作者 辛国燕 黄梦君 姚正联 赵华娟 申林强 吴西军 杨小燕 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第13期3331-3342,共12页
背景:慢性粒细胞白血病起源于克隆性造血干细胞,以骨髓细胞异常增殖为特征,大多由BCR-ABL1融合基因引起。尽管伊马替尼显著提升了慢性粒细胞白血病患者的生存率,但其耐药性仍是治疗的主要障碍。目的:利用生物信息学分析手段,针对基因表... 背景:慢性粒细胞白血病起源于克隆性造血干细胞,以骨髓细胞异常增殖为特征,大多由BCR-ABL1融合基因引起。尽管伊马替尼显著提升了慢性粒细胞白血病患者的生存率,但其耐药性仍是治疗的主要障碍。目的:利用生物信息学分析手段,针对基因表达综合数据库内的基因表达资料进行研究,目的在于筛选出慢性粒细胞白血病对伊马替尼耐药的相关基因,并探索耐药机制。方法:使用由美国国家生物技术信息中心创建和维护的基因表达综合数据库,从该数据库下载GSE267522和GSE174800两个数据集,分别包含3个伊马替尼耐药样本和3个伊马替尼敏感样本。首先基于GEO2R工具筛选出两个数据集中共同的差异基因,借助DAVID平台对相关基因实施京都基因与基因组百科全书通路富集及基因本体功能注释,利用STRING数据库搭建蛋白相互作用网络框架,再通过Cytoscape软件从网络中筛选出连接度值排名靠前的10个枢纽基因。同时运用加权基因共表达网络分析算法获得关键模块特征基因,将这些基因与前述10个枢纽基因进行维恩分析取交集基因作为核心基因。最后,构建K562伊马替尼耐药模型,采用实时荧光定量PCR及蛋白质免疫印迹进行验证性分析。结果与结论:①两数据集中共筛选出273个差异基因,其中81个基因下调,192个基因上调。②基因本体富集分析揭示差异基因参与免疫反应和T细胞受体信号传导等生物过程;聚焦于细胞组分层面,质膜外侧、质膜及细胞外泌体等区域呈现出显著富集;分子功能分析表明,差异基因涉及跨膜受体蛋白和肌动蛋白的相互作用。③京都基因与基因组百科全书富集分析表明,差异基因显著富集于造血细胞谱系、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信号通路、癌症通路等。④Cytoscape软件筛选出连接度值排名前10的差异表达基因与加权基因共表达网络分析算法获得关键模块特征基因取交集,获得的交集基因包括IRS1、CD52、CD53、CORO1A、KIT、LAPTM5、PECAM1。⑤成功构建K562伊马替尼耐药株,实时荧光定量PCR结果显示,与K562组相比,K562伊马替尼耐药组CD52、CD53、CORO1A、PECAM1的mRNA表达显著增加(P<0.05),IRS1的mRNA表达显著降低(P<0.05)。此外,蛋白质免疫印迹结果显示,K562伊马替尼耐药株中CD52、CD53、CORO1A、PECAM1蛋白表达增加(P<0.05),IRS1蛋白表达下降(P<0.05),与实时荧光定量PCR结果一致。⑥K562伊马替尼耐药核心基因表达的差异可能为日后了解慢性粒细胞白血病对伊马替尼耐药的机制提供新见解。 展开更多
关键词 慢性粒细胞白血病 酪氨酸激酶抑制剂 伊马替尼 耐药基因 基因表达 生物信息学 加权基因共表达网络分析 蛋白互作网络
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糖尿病足溃疡生物标志物:单细胞转录组生物信息学分析和实验验证
8
作者 杨文燕 王华雨 +2 位作者 杨丽科 庞雪 王玉涛 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第22期5694-5706,共13页
背景:感染、肢体缺血和组织细胞激活等因素参与糖尿病足溃疡,但影响糖尿病足溃疡愈合的关键细胞亚群尚不明确,特异性的糖尿病足溃疡生物标志物尚未发掘。基因表达数据库是美国国家生物技术信息中心管理的存储高通量基因表达数据的公开... 背景:感染、肢体缺血和组织细胞激活等因素参与糖尿病足溃疡,但影响糖尿病足溃疡愈合的关键细胞亚群尚不明确,特异性的糖尿病足溃疡生物标志物尚未发掘。基因表达数据库是美国国家生物技术信息中心管理的存储高通量基因表达数据的公开数据库,允许用户免费提交、共享、查询和分析数据。对已经发表的数据进行二次分析,可以节约研究成本,挖掘新的研究靶点和思路。目的:利用单细胞转录组和常规转录组生物信息学分析、高维加权基因共表达网络分析和加权基因共表达网络分析,筛选糖尿病足溃疡的生物标志物。方法:下载基因表达数据库中包含糖尿病足溃疡患者未愈合的溃疡组织样本和糖尿病患者足部皮肤样本的单细胞转录组数据集GSE165816,经数据质量控制、降维、差异分析、细胞类型注释和拟时序分析后,筛选贯穿整个糖尿病足溃疡病程的细胞类型,获得差异表达基因,高维加权基因共表达网络分析识别与糖尿病足溃疡高度相关的基因模块;下载包含糖尿病足溃疡患者未愈合的溃疡组织样本和糖尿病患者足部皮肤样本的常规转录组数据集GSE68183、GSE80178,进行差异分析筛选差异表达基因,加权基因共表达网络分析筛选糖尿病足溃疡相关基因模块,将单细胞转录组差异表达基因、常规转录组样本差异表达基因、加权基因共表达网络分析及高维加权基因共表达网络分析筛选的模块基因进行整合,筛选糖尿病足溃疡的生物标志物。下载GSE134431数据集作为验证常规转录组数据集,比较糖尿病足溃疡生物标志物在单细胞转录组和验证常规转录组数据集中的表达水平。复制糖尿病和糖尿病足溃疡大鼠模型,取创面组织,免疫组织化学法和Western blot法检测生物标志物表达水平。结果与结论:单细胞转录组数据分析结果显示,上皮细胞分化贯穿了糖尿病足溃疡整个病理过程,获得单细胞转录组组间差异表达基因共146个,其中差异表达上调基因59个,差异表达下调基因87个;高维加权基因共表达网络分析识别出与糖尿病足溃疡相关的基因模块19个,包含核心基因476个。常规转录组数据分析共获得913个差异表达基因,其中差异表达上调基因343个,差异表达下调基因570个;加权基因共表达网络分析获得19个糖尿病足溃疡相关基因模块,包含887个基因。筛选出2个糖尿病足溃疡的生物标志物:S100A14和SFN,2个基因在单细胞转录组和常规转录组数据验证集糖尿病足溃疡样本的表达水平均高于糖尿病患者足部皮肤样本。动物实验显示糖尿病足溃疡大鼠创面组织S100A14、SFN表达水平高于糖尿病大鼠背部皮肤组织。结果表明,糖尿病足溃疡病变过程涉及多种细胞类型,其中上皮细胞为糖尿病足溃疡的关键细胞亚群,S100A14和SFN在糖尿病足溃疡样本中表达水平显著增高,是糖尿病足溃疡治疗的潜在靶点。 展开更多
关键词 糖尿病足溃疡 单细胞测序 加权基因共表达网络分析 生物标志物 差异表达基因
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外源水杨酸对海南紫荆木关键防御基因及代谢通路的影响
9
作者 叶水云 刘嘉欣 +3 位作者 仇敬哲 陈光宙 龙凤玲 张璐 《华南农业大学学报》 北大核心 2026年第1期150-162,共13页
【目的】挖掘影响海南紫荆木Madhuca hainanensis种子萌发后的生长防御基因和代谢通路。【方法】测定外源添加水杨酸后海南紫荆木种子鲜质量和幼苗株高变化,结合Illumina转录组和靶向代谢组学开展差异基因与代谢通路的关联分析,并进行... 【目的】挖掘影响海南紫荆木Madhuca hainanensis种子萌发后的生长防御基因和代谢通路。【方法】测定外源添加水杨酸后海南紫荆木种子鲜质量和幼苗株高变化,结合Illumina转录组和靶向代谢组学开展差异基因与代谢通路的关联分析,并进行加权基因共表达网络分析(WGCNA)和关键防御基因验证。【结果】在外源水杨酸的影响下海南紫荆木的种子鲜质量变化率和幼苗株高生长速率分别比空白对照组低1.47和1.68个百分点。水杨酸、茉莉酸等防御类植物激素和大量次生代谢物质在海南紫荆木五叶期幼苗体内积累,同时植物−病原互作、植物激素信号转导、MAPK信号通路−植物、次生代谢物的生物合成等大量与防御相关的通路被激活。NFP、RIN4、PK1、WRKY17和WRKY53是富集于海南紫荆木植物−病原互作通路的关键防御基因。【结论】外源水杨酸影响海南紫荆木种子萌发后生长,五叶期幼苗启动防御机制,关键防御基因主要富集于植物−病原互作通路。本研究为解析海南紫荆木幼苗生长缓慢机制提供了理论基础。 展开更多
关键词 水杨酸 海南紫荆木 生长与防御 加权基因共表达网络 代谢通路
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放射性心脏损伤小鼠内皮细胞衰老的诊断标志物筛选及免疫浸润分析
10
作者 赖家铭 宋玉玲 +3 位作者 陈梓曦 魏镜桓 蔡浩 李国权 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第6期1450-1463,共14页
背景:放疗显著提高了多种恶性肿瘤患者的生存率。然而,随着治疗后的生存周期延长,许多患者面临放疗相关的心脏毒性风险,尤其是在接受胸部放疗后,放射性心脏损伤的风险显著增加,已成为影响患者生存最为严重的并发症之一。目的:通过系统... 背景:放疗显著提高了多种恶性肿瘤患者的生存率。然而,随着治疗后的生存周期延长,许多患者面临放疗相关的心脏毒性风险,尤其是在接受胸部放疗后,放射性心脏损伤的风险显著增加,已成为影响患者生存最为严重的并发症之一。目的:通过系统转录组学分析,确定放射性心脏损伤内皮细胞衰老的诊断标志物。方法:首先,从CellAge数据库中筛选出与细胞衰老相关的基因,然后与放射性心脏损伤小鼠模型的转录组训练数据集进行相交分析,识别衰老相关差异表达基因。其次,结合加权基因共表达网络分析和机器学习,识别出放射性心脏损伤中具有关键作用的枢纽基因,并在放射性内皮损伤验证数据集验证这些基因的表达。此外,采用quanTIseq方法评估放射性心脏损伤相关的免疫浸润状态。通过分析癌症基因组图谱数据库,探讨关键基因的表达水平与接受胸部放疗的食管鳞状细胞癌患者生存期的关联。结果与结论:①通过转录组学分析鉴别出CCND1为放射性心脏损伤内皮细胞衰老的核心基因,并在放射性心脏损伤小鼠模型中得到验证;②基于这些数据构建的诊断模型表明,CCND1在放射性心脏损伤的诊断中具有较高的特异性和敏感性;③免疫浸润分析显示,放射性心脏损伤小鼠存在显著的免疫反应失调现象,CCND1与多种免疫细胞密切相关;④Kaplan-Meier生存分析显示,CCND1与接受胸部放疗的食管鳞状细胞癌患者的疾病特异性生存率较差相关。该研究首次系统性揭示CCND1在放射性心脏损伤内皮细胞衰老中的关键作用。CCND1是一种与细胞周期调控密切相关的基因,其异常表达可能引发细胞衰老,具有作为放射性心脏损伤诊断标志物的潜力。 展开更多
关键词 放射性心脏损伤 细胞衰老 CCND1 机器学习 诊断标志物 免疫浸润 加权基因共表达网络分析(WGCNA)
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木犀草素促进糖尿病小鼠创面愈合的作用与机制 被引量：2
11
作者 彭志伟 陈雷 佟磊 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第6期1398-1406,共9页
背景:研究表明,木犀草素具备抗菌、抗炎、抗氧化等多种药理活性,能够抑制细胞炎症因子的释放、促进细胞增殖、改善细胞微环境。目的:运用网络药理学和体内实验探讨木犀草素对糖尿病慢性创面愈合的潜在作用与机制。方法:通过中药系统药... 背景:研究表明,木犀草素具备抗菌、抗炎、抗氧化等多种药理活性,能够抑制细胞炎症因子的释放、促进细胞增殖、改善细胞微环境。目的:运用网络药理学和体内实验探讨木犀草素对糖尿病慢性创面愈合的潜在作用与机制。方法:通过中药系统药理学数据库与PubChem、UniProt数据库筛选木犀草素的潜在靶点,利用GeneCards数据库识别与创面愈合相关的基因,构建蛋白-蛋白相互作用网络,筛选核心靶点,结合基因本体论(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)分析探讨木犀草素可能作用的生物通路。将18只C57BL/6小鼠随机分为3组:在对照组(n=6)背部制作直径1 cm的全层皮肤缺损创面,模型组(n=6)与治疗组(n=6)建立糖尿病模型后在背部制作直径1 cm的全层皮肤缺损创面,术后治疗组给予200 mg/kg木犀草素灌胃,1次/d,连续给药9 d,观察创面愈合情况。给药结束后取材,进行苏木精-伊红与Masson染色,qRT-PCR检测白细胞介素6与肿瘤坏死因子αmRNA表达,Western Blot检测PI3K/AKT信号通路蛋白表达。结果与结论:①通过网络药理学分析筛选出56个与木犀草素治疗慢性创面相关的潜在靶点基因,其中AKT基因与其他靶点基因的联系最为密切,GO分析表明木犀草素可能具有抗氧化和抗应激的作用,并且具有作为多靶点药物的潜力,KEGG分析表明木犀草素靶点基因主要富集在PI3K/AKT信号通路中。②给药第9天,对照组、治疗组小鼠剩余创面面积均小于模型组(P<0.05);苏木精-伊红与Masson染色结果显示,与模型组相比,治疗组创面肉芽组织数量与胶原沉积均增加,上皮化程度更高,接近于对照组水平;治疗组创面白细胞介素6与肿瘤坏死因子αmRNA表达均低于模型组(P<0.05),p-PI3K、p-AKT蛋白表达高于模型组(P<0.05)。③木犀草素能够通过调节PI3K/AKT信号通路抑制创面炎症反应,促进糖尿病创面的愈合。 展开更多
关键词 木犀草素 慢性创面愈合 糖尿病 PI3K/AKT信号通路 网络药理学 炎症反应 组织修复 基因富集分析 工程化组织构建
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基于WGCNA分析CPPU和TDZ对天工墨玉葡萄香气影响及关键基因挖掘 被引量：2
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作者 郑婷 向江 +2 位作者 魏灵珠 吴江 程建徽 《浙江农业学报》 北大核心 2025年第2期311-320,共10页
为研究处理剂对无核葡萄香气的影响,以天工墨玉为试材,用氯吡脲(CPPU)和噻苯隆(TDZ)搭配赤霉素(GA3)处理花序,检测成熟果实香气组分和萜类代谢基因表达水平,结合转录组通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)探析萜类组分的变化,筛选相关基... 为研究处理剂对无核葡萄香气的影响,以天工墨玉为试材,用氯吡脲(CPPU)和噻苯隆(TDZ)搭配赤霉素(GA3)处理花序,检测成熟果实香气组分和萜类代谢基因表达水平,结合转录组通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)探析萜类组分的变化,筛选相关基因。结果表明,在成熟果实中共有35种香气组分,其中,萜类13种。处理后,特征物质——橙花醇、香叶醇和芳樟醇的含量显著(P<0.05)下降。萜类合成甲羟戊酸途径(mevalonate pathway,MVA)关键基因HMGR在处理后表达降低;2-甲基赤藓糖醇-4-磷酸路径(methylerythritol phosphate pathway,MEP)关键基因DXR在CPPU处理后呈下降-上升趋势,TDZ相反。WGCNA结果显示,芳樟醇、橙花醇和香叶醇聚在一起,与turquoise模块高度相关,关联到MYB44基因在处理后大幅下调,尤其TDZ处理后,与物质含量变化一致。研究结果为葡萄生产中CPPU和TDZ的使用提供了理论依据。 展开更多
关键词 葡萄 香气 氯吡脲(CPPU) 噻苯隆(TDZ) 加权基因共表达网络分析(WGCNA)
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调控大白菜花青素合成基因的研究进展
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作者 张德双 辛晓云 +8 位作者 李玉各 张凤兰 于拴仓 苏同兵 汪维红 李佩荣 余阳俊 赵岫云 卢桂香 《中国蔬菜》 北大核心 2025年第9期33-41,共9页
紫色大白菜球色艳丽,富含花青素。由于花青素具有抗氧化、防癌、增强人体免疫力等保健功能,所以紫色大白菜及其花青素功能基因的研究与应用一直是国内外的热点话题。本文基于近20年来国内外有关大白菜紫色性状基因的来源途径及其叶球的... 紫色大白菜球色艳丽,富含花青素。由于花青素具有抗氧化、防癌、增强人体免疫力等保健功能,所以紫色大白菜及其花青素功能基因的研究与应用一直是国内外的热点话题。本文基于近20年来国内外有关大白菜紫色性状基因的来源途径及其叶球的紫色性状表现、控制不同紫色性状的花青素合成途径基因及其应用等文献报道,综述了大白菜花青素合成途径的转录因子和结构基因,旨在梳理调控紫色大白菜花青素生物合成的分子机制,总结大白菜花青素合成的关键功能基因等突破性成果,以期进一步阐释不同紫色性状基因导致大白菜呈现不同紫色表型与紫色叶球剖面的原因,并辅助于紫色大白菜新品种选育。 展开更多
关键词 紫色大白菜 叶球 花青素功能基因 调控网络 综述
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基于摇瓶实验研究温度对高温大曲源微生物类群的影响
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作者 赵恒 蔡文超 +4 位作者 余培荣 陈炜 单春会 张海波 郭壮 《中国酿造》 北大核心 2025年第7期132-138,共7页
将高温大曲与纯水以3∶10(g∶mL)混合、离心制取浸提液后,按照5∶100(g∶mL)接入高温大曲,基于摇瓶实验分别在40℃、45℃、50℃、55℃、60℃和65℃下对其进行培养,最后基于Illumina MiSeq高通量测序技术解析不同培养温度下样品中微生物... 将高温大曲与纯水以3∶10(g∶mL)混合、离心制取浸提液后,按照5∶100(g∶mL)接入高温大曲,基于摇瓶实验分别在40℃、45℃、50℃、55℃、60℃和65℃下对其进行培养,最后基于Illumina MiSeq高通量测序技术解析不同培养温度下样品中微生物的类群,并对比分析不同培养温度下样品中微生物群落的稳定性及功能。结果表明,45℃和50℃培养样品细菌菌群的丰富度和多样性均最高,而真菌菌群则在45℃培养样品中最高。随着培养温度的升高,样品中芽孢杆菌属(Bacillus)的相对含量逐渐增加,而片球菌属(Pediococcus)的相对含量逐渐降低;不同培养温度下样品中优势真菌菌群亦各不相同,在40℃、45℃、50℃和55℃培养样品的真菌菌群分别以毕赤酵母属(Pichia)、嗜热子囊菌属(Thermoascus)、曲霉菌属(Aspergillus)和复膜孢酵母属(Saccharomycopsis)为主,表明在使用某一特定温度对高温大曲源微生物进行培养时,虽会形成与该温度相对应的优势菌群,但其并未形成与该温度相对应的特有菌群。50℃和55℃培养样品中细菌和真菌菌群组成更丰富且相互作用关系更强。50℃培养样品中细菌菌群具有较高的防御功能(P<0.05)。 展开更多
关键词 温度 高温大曲 微生物类群 共现网络 基因功能
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2023年湖南省新报告HIV感染者跨地区传播特征与影响因素分析
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作者 邹潇白 胡敏 +3 位作者 贺健梅 郑军 唐琪 陈曦 《中国艾滋病性病》 北大核心 2025年第3期261-266,共6页
目的通过构建湖南省HIV-1毒株pol基因区序列的分子网络,分析毒株在湖南省的跨地区传播特征,为HIV精准防控提供数据支持。方法采集湖南省2023年新报告539例HIV感染者血样,采用巢式PCR扩增pol区基因,利用系统进化树与在线工具鉴定亚型,HIV... 目的通过构建湖南省HIV-1毒株pol基因区序列的分子网络,分析毒株在湖南省的跨地区传播特征,为HIV精准防控提供数据支持。方法采集湖南省2023年新报告539例HIV感染者血样,采用巢式PCR扩增pol区基因,利用系统进化树与在线工具鉴定亚型,HIV-TRACE构建分子传播网络,对跨地区连接影响因素进行单因素与多因素Logistic回归分析。结果共采集样本539份,获得有效序列490条。在1.5%基因距离阈值下,形成66个传播簇和179条边,入网率40.61%(199/490)。跨市分子簇21个,跨市传播节点占36.68%(73/199),跨市连接占30.17%(54/179)。最大的跨市传播簇为CRF07_BC亚型,共涉及10个市州,簇中63.89%(23/36)为MSM。以长沙为中心形成的跨地区连接边最多。多因素分析显示30岁以下(OR=3.508,95%CI:1.007~12.220),受教育程度为高中及以上(OR=3.056,95%CI:1.019~9.163)者跨地区连接风险较高。结论同性性行为感染者是湖南省HIV毒株发生跨市传播的主要人群,青年和受教育程度较高的HIV感染者发生跨市传播的风险高于其他人群。 展开更多
关键词 艾滋病病毒 跨地区传播 分子网络 pol区
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基于加权基因共表达网络分析探讨急性胰腺炎相关脓毒症潜在的关键基因
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作者 桑珍珍 冯顺易 李勇 《安徽医药》 2025年第5期940-944,I0002,I0003,I0004,共8页
目的旨在识别急性胰腺炎相关脓毒症的关键基因。方法2023年3―9月从GEO数据库下载基因数据集。采用WGCNA确定急性胰腺炎和脓毒症的枢纽模块,并将两个模块交叉以确定与急性胰腺炎相关脓毒症有关的共同基因。采用R软件筛选出急性胰腺炎和... 目的旨在识别急性胰腺炎相关脓毒症的关键基因。方法2023年3―9月从GEO数据库下载基因数据集。采用WGCNA确定急性胰腺炎和脓毒症的枢纽模块,并将两个模块交叉以确定与急性胰腺炎相关脓毒症有关的共同基因。采用R软件筛选出急性胰腺炎和脓毒症的差异表达基因,同时结合WGCNA和差异分析的结果,得到与急性胰腺炎和脓毒症相关的候选基因,最后将两者取交集得到急性胰腺炎相关脓毒症的关键基因。利用GO和KEGG对急性胰腺炎和脓毒症的交集差异表达基因进行功能富集分析。结果WGCNA分析得到6个急性胰腺炎相关枢纽模块和12个脓毒症相关枢纽模块,将其交叉后共获得161个共同基因。结合WGCNA和差异分析的结果,得出与急性胰腺炎和脓毒症相关的候选基因,通过将候选基因交叉,共筛选出11个关键基因(CRISP3、ENTPD7、ERLIN1、HK3、JAK2、KLRF1、MMP9、NEU1、PLP2、SH3GLB1、TP53I3)。根据功能富集分析,急性胰腺炎相关脓毒症的关键基因主要在免疫和炎症相关通路中增强。结论CRISP3、ENTPD7、ERLIN1、HK3、JAK2、KLRF1、MMP9、NEU1、PLP2、SH3GLB1、TP53I3可能是参与急性胰腺炎相关脓毒症的关键基因。 展开更多
关键词 急性胰腺炎 脓毒症 关键基因 加权基因共表达网络分析 基因本体论
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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 被引量：1
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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<0.05)。④富集分析结果提示,纤维肌痛综合征的富集途径包括9条,主要与嗅觉传导、神经活性配体-受体相互作用及感染等通路密切相关。⑤上述结果显示,纤维肌痛综合征的发生发展与多基因参与、免疫调节异常及多个通路失调有关,但这些基因与免疫细胞之间的相互作用,以及它们与各通路之间的关系尚需进一步研究。 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
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结合GWAS和WGCNA挖掘油菜种子次生休眠候选基因
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作者 刘福霞 刘磊 +10 位作者 白姝雯 古炫炫 吴桂琴 王旭 于文庚 李伟强 谷玉娟 孙慧 丁福全 吴德鹏 赵祥祥 《中国油料作物学报》 北大核心 2025年第3期601-615,共15页
次生休眠特性是油菜地下种子库长期存在以及自生苗繁衍的重要原因,直接影响油菜的生产安全。为定位油菜种子次生休眠的遗传位点,以106份甘蓝型油菜种质资源作为研究群体,采用油菜90 K芯片对自然群体进行基因分型,共获得29968个高质量的... 次生休眠特性是油菜地下种子库长期存在以及自生苗繁衍的重要原因,直接影响油菜的生产安全。为定位油菜种子次生休眠的遗传位点,以106份甘蓝型油菜种质资源作为研究群体,采用油菜90 K芯片对自然群体进行基因分型,共获得29968个高质量的单核苷酸多态性(SNP)标记,对3年次生休眠表型进行全基因组关联分析,最终共定位到24个与油菜次生休眠显著相关的位点。同时,基于次生休眠特性差异显著的两份材料的转录组数据,进行了加权基因共表达网络分析。结合全基因组关联分析和加权基因共表达网络分析两种策略,共鉴定到52个油菜种子次生休眠候选基因,为加速甘蓝型油菜种子次生休眠的遗传改良提供了资源。 展开更多
关键词 甘蓝型油菜 次生休眠 自然群体 全基因组关联分析 加权基因共表达网络分析
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乳酸乳球菌合成生物学工具研究进展
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作者 张超 张玥 +2 位作者 刘飞 张金华 陈勉 《食品工业科技》 北大核心 2025年第24期492-502,共11页
乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)作为一种典型的益生菌,因其遗传背景清晰、代谢路径简洁且符合食品级安全标准等特点,近年来在合成生物学领域展现出显著的工业应用潜力。本文系统综述了乳酸乳球菌合成生物学工具的最新研究进展,重点讨... 乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)作为一种典型的益生菌,因其遗传背景清晰、代谢路径简洁且符合食品级安全标准等特点,近年来在合成生物学领域展现出显著的工业应用潜力。本文系统综述了乳酸乳球菌合成生物学工具的最新研究进展,重点讨论了基因组规模代谢网络模型(genome scale of metabolic network model,GSMM)、基因表达系统以及基因组编辑工具的开发与应用。通过精确调控乳酸乳球菌的代谢途径,研究者不仅推动乳酸乳球菌从传统发酵菌株向智能生物工厂转型,还为其在功能性食品开发、靶向药物递送及绿色化学品合成等领域的应用奠定了基础。未来需进一步整合机器学习驱动的多组学建模与动态网络调控,以实现更高精度的代谢设计与产业化应用。 展开更多
关键词 乳酸乳球菌 合成生物学工具 代谢网络模型 基因表达系统 基因组编辑
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基于网络毒理学探讨一氧化碳神经毒性的作用机制
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作者 刘静 雷莉 +4 位作者 杨恬 赵义博 邹景玉 刘斌 罗宇维 《中国急救医学》 2025年第8期663-667,共5页
目的基于网络毒理学探究一氧化碳(CO)致神经损伤的作用机制。方法通过网络毒理学与分子对接技术分析CO的神经毒性机制。从PubChem获取CO的三维结构,并在ProTox平台查询其毒性信息。通过Venn包分析CO的靶基因集,结合GeneCards、OMIM和TT... 目的基于网络毒理学探究一氧化碳(CO)致神经损伤的作用机制。方法通过网络毒理学与分子对接技术分析CO的神经毒性机制。从PubChem获取CO的三维结构,并在ProTox平台查询其毒性信息。通过Venn包分析CO的靶基因集,结合GeneCards、OMIM和TTD数据库筛选脑损伤相关基因并构建靶基因集。利用Cytoscape构建CO靶点与脑损伤的相互作用网络,筛选高连接度靶蛋白。对关键靶点进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,识别与CO中毒及脑损伤相关的通路,绘制气泡图展示结果。通过CB-dock2进行分子对接分析,验证关键靶蛋白与CO的结合能力。结果构建CO-脑损伤靶点网络,揭示了CO对神经系统的损害机制,特别是破坏血脑屏障。GO和KEGG富集分析表明,CO通过血红素代谢过程及卟啉合成途径介导神经损伤,HMOX1可能在其中发挥关键作用。结论HMOX1可能对进一步探索CO神经毒性机制有重要作用。 展开更多
关键词 一氧化碳(CO) 中毒 网络毒理学 神经毒性 基因
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