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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
1
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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基于加权基因共表达网络分析筛选动脉粥样硬化铁死亡相关Hub基因
2
作者 王苗茜 马明峰 《中西医结合心脑血管病杂志》 2025年第16期2411-2424,共14页
目的:使用生物信息学分析鉴定动脉粥样硬化(AS)中缺氧和铁死亡相关差异基因。方法:对GSE12288、GSE97210和GSE28829进行生物信息学分析。采用“limma”软件包鉴定差异表达基因(DEG)。进行不同种类的富集分析,以找出相关的途径。采用加... 目的:使用生物信息学分析鉴定动脉粥样硬化(AS)中缺氧和铁死亡相关差异基因。方法:对GSE12288、GSE97210和GSE28829进行生物信息学分析。采用“limma”软件包鉴定差异表达基因(DEG)。进行不同种类的富集分析,以找出相关的途径。采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)构建共表达网络,以探索标记相关性并识别与AS相关的重要相互作用基因模块。Cytoscape用于可视化铁死亡相关基因和一些非编码RNA相互作用网络。采用CIBROSORT评估免疫细胞的丰度,揭示AS中免疫反应的影响。结果:共获得30个铁死亡相关的差异表达基因,如铁蛋白轻链(FTL)、谷氨酸受体基因3(GRIA3)、Prominin家族成员2(PROM2)、白介素1β(IL1B)等。基因本体(GO)和GSEA分析发现,上皮细胞增殖调控、膜筏和血管内皮生长因子(VEGF)通路等途径在AS中富集,然后进行调节网络和免疫细胞浸润丰度分析,以评估AS的潜在机制。结论:在AS中发现30个与铁死亡相关的DEG,并与疾病的病理进展相关,且是未来潜在的治疗靶点,然而其潜在的发病机制和潜在的分子靶点仍需要更全面深入的研究。 展开更多
关键词 动脉粥样硬化 铁死亡 hub基因 基因共表达 生物信息学分析
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基于网络嵌入的癌症性状hub基因发现
3
作者 初妍 戚书豪 +2 位作者 张薇 王瀚麟 李松 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2866-2873,共8页
研究影响癌症性状的hub基因时存在如下问题:仅关注强相关性基因进行基因信息处理,缺少对弱相关性基因和不同基因模块间共表达性的研究;仅采用度中心性判断hub基因进行分析基因网络,对蕴含数据挖掘不够全面.本文提出基因模块标签信息游... 研究影响癌症性状的hub基因时存在如下问题:仅关注强相关性基因进行基因信息处理,缺少对弱相关性基因和不同基因模块间共表达性的研究;仅采用度中心性判断hub基因进行分析基因网络,对蕴含数据挖掘不够全面.本文提出基因模块标签信息游走的图嵌入算法Gene2vec.选取合适软阈值,保留更多弱相关性的基因信息.联合不同种类但与性状高度正相关性的基因模块,构成基因模块共表达网络.针对传统加权基因共表达网络分析方法与图嵌入方法挖掘基因模块网络信息存在的问题,利用标签参数与其他参数调节基因模块网络中的随机游走过程,分析游走生成的节点序列以挖掘基因网络的信息.实验表明,Gene2vec在hub基因的检出率上优于其他算法,得到的hub基因在癌症性状中的基因表达量高于常用生物学方法得到的hub基因. 展开更多
关键词 hub基因 数据挖掘 信息游走 网络嵌入 加权基因共表达网络分析
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用生物信息学方法分析鉴定肺腺癌中的hub基因
4
作者 吕金海 《怀化学院学报》 2023年第5期17-24,共8页
从高通量基因表达数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)中获得基因表达谱序列号,并使用R中的“limma”包对差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs)进行鉴定。为确定差异基因所涉及的生物学过程及信号通路,进行了基因本体论(... 从高通量基因表达数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)中获得基因表达谱序列号,并使用R中的“limma”包对差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs)进行鉴定。为确定差异基因所涉及的生物学过程及信号通路,进行了基因本体论(Gene Ontology,GO)富集分析和基因组的京都百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,研究发现DEGs主要与细胞外基质组织、细胞外结构组织和有丝分裂的细胞核分裂有关,其主要富集在补体和凝血级联、细胞外基质受体相互作用和黏着作用的通路上。采用蛋白质-蛋白质互作(Protein-Protein Interaction,PPI)网络分析得到了由716个DEGs网络节点和3759条边构成的PPI网络,并在其中初步筛选出20个hub基因。通过加权基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis,WGCNA)从DEGs中得到了18个模块,对hub基因进行鉴定,筛选出17个hub基因。使用Oncomine数据库对hub基因在肺腺癌患者与正常人的表达情况进行Meta分析,共鉴定出16个hub基因与肺腺癌相关。对肺腺癌患者进行总体生存分析,发现hub基因高表达患者总生存期比低表达患者短。 展开更多
关键词 肺腺癌 生物信息学分析 hub基因
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生物信息学鉴定低氧诱导小鼠肾脏线粒体损伤的Hub基因及其作用机制 被引量：1
5
作者 高玉杰 龙启福 +3 位作者 胡英 许玉珍 王茹 永胜 《山东大学学报（医学版）》 CAS 北大核心 2023年第9期57-68,共12页
目的利用生物信息学分析挖掘低氧介导线粒体损伤的关键基因,并分析关键基因与小鼠肾脏组织凋亡的相关性,进一步阐明高原低氧条件下小鼠肾脏组织损伤的分子作用机制。方法构建30 d常氧与低氧动物模型,分别作为平原常氧组(n=5)和高原低氧... 目的利用生物信息学分析挖掘低氧介导线粒体损伤的关键基因,并分析关键基因与小鼠肾脏组织凋亡的相关性,进一步阐明高原低氧条件下小鼠肾脏组织损伤的分子作用机制。方法构建30 d常氧与低氧动物模型,分别作为平原常氧组(n=5)和高原低氧组(n=5),测定血气分析指标与小鼠肾脏指数,通过H&E染色观察小鼠肾脏组织病理学改变,对平原常氧组与高原低氧组小鼠肾脏组织进行转录组学测序。随后将测序得到的差异表达基因(DEGs)分别与线粒体数据库、凋亡相关基因数据库进行关联,鉴定差异线粒体功能相关基因(DE-MFRGs)与差异凋亡相关基因(DE-ARGs),蛋白质互作(PPI)网络筛选Hub基因,利用生物信息学对DEGs、DE-MFRGs、DE-ARGs进行富集分析,并通过RT-qPCR和Western blotting对Hub基因及凋亡基因进行验证。结果与平原常氧组相比,高原低氧组小鼠肾脏指数显著下降。H&E染色结果显示,高原低氧组小鼠肾小球明显萎缩,肾小管上皮细胞肿胀、破裂,炎细胞浸润,部分肾小管上皮细胞体积增大,胞浆疏松淡染,可见空泡变性。低氧暴露条件下共鉴定出3007个DEGs,其中有464个基因与线粒体功能相关,被定义为DE-MFRGs。对DE-MFRGs进行KEGG富集分析发现,其主要富集在帕金森病信号通路、氧化磷酸化信号通路、产热信号通路、阿尔兹海默病信号通路、三羧酸循环信号通路、NAFLD信号通路、代谢信号通路等与线粒体功能相关的通路中。通过构建PPI网络共鉴定出3个Hub基因(SOD2、TUFM、MRPL12),SOD2、TUFM、MRPL12的mRNA和蛋白表达量均下调。进一步发现Hub基因与33个ARGs基因均出现正相关与负相关,并验证了小鼠肾脏组织ARGs中CASPASE3、BCL2、BAK基因的mRNA与蛋白表达量,结果显示,CASPASE3与BAK基因表达上调,BCL2基因表达下调。结论高原低氧环境通过调控SOD2、TUFM与MRPL12基因的表达,介导小鼠肾脏组织线粒体功能紊乱,进一步诱导小鼠肾脏组织损伤与凋亡。 展开更多
关键词 高原低氧 肾脏 线粒体功能 hub基因 凋亡 线粒体数据库
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应用生物信息学鉴定急性STEMI患者通路及Hub基因 被引量：1
6
作者 刘铮 王治财 +3 位作者 仓彦 钱云云 刘静 尹依恒 《安徽理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第1期93-98,共6页
利用基因表达综合数据库数据集的生物信息学分析,确定4h内STEMI患者血液RNA诊断生物标志物。从基因表达综合数据库中提取RNA表达谱数据集,寻找差异表达基因并对差异基因进行富集分析,在蛋白相互作用网络中筛选Hub基因,建立了基于Hub基... 利用基因表达综合数据库数据集的生物信息学分析,确定4h内STEMI患者血液RNA诊断生物标志物。从基因表达综合数据库中提取RNA表达谱数据集,寻找差异表达基因并对差异基因进行富集分析,在蛋白相互作用网络中筛选Hub基因,建立了基于Hub基因的随机森林模型和逻辑回归模型。结果表明,与健康对照组比较,STEMI患者中鉴定出300个明显DEGs。炎症和免疫相关的途径显著富集,鉴定出7个关键基因,即FPR2、ITGAM、BST1、CEACAM8、MMP9、ELANE和FPR1。通过对7个Hub基因构建随机森林模型和逻辑回归模型,准确地将STEMI样本与健康对照样本分开,对STEMI的预测具有较高的准确性。 展开更多
关键词 急性ST段抬高型心肌梗死 差异表达基因 hub基因
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生物信息学分析类风湿性关节炎相关间质性肺病Hub基因及其通路的鉴定 被引量：1
7
作者 薛菁 马银 +1 位作者 韩玉梅 池淑红 《宁夏医学杂志》 CAS 2022年第5期403-406,共4页
目的明确类风湿性关节炎相关间质性肺病(RA-ILD)发病的潜在分子靶标及通路。方法NCBI-G EO分别下载类风湿性关节炎成纤维样滑膜细胞(RA-FLS)及间质性肺病(ILD)肺脏组织基因原始表达谱矩阵文件(GSE128813,GSE47460),利用R软件筛选两个数... 目的明确类风湿性关节炎相关间质性肺病(RA-ILD)发病的潜在分子靶标及通路。方法NCBI-G EO分别下载类风湿性关节炎成纤维样滑膜细胞(RA-FLS)及间质性肺病(ILD)肺脏组织基因原始表达谱矩阵文件(GSE128813,GSE47460),利用R软件筛选两个数据集的差异表达基因,并获取共同差异表达基因,即目的基因。同时,利用DAVID工具对目的基因进行基因本体论(GO)及通路富集(KEGG)分析。利用STRING数据库和Cyto-scape软件构建目的基因与转录因子(TF)调控网络图并筛选Hub基因。结果通过对两个基因数据集的差异表达基因(DEGs)取交集获得43个目的基因。GO分析显示,生物学过程主要富集于胶原蛋白分解代谢及间充质细胞增殖等过程;细胞成分组主要富集于细胞外基质等方面;分子功能组主要富集于肝素结合等方面;KEGG通路主要富集于类风湿性关节炎、癌症等通路。蛋白质网络分析筛选出基质金属酶1(MMP1)、基质金属酶3(MMP3)、去整合素金属蛋白酶3(ADAMTS3)、拓扑异构酶2A(TOP2A)等8个关键(Hub)基因。结论通过生物信息学分析发现的Hub基因及其信号通路可能成为RA-ILD潜在的生物标志物及治疗靶点,以期为临床诊疗RA-ILD提供新的思路。 展开更多
关键词 类风湿性关节炎相关间质性肺病 生物信息学 hub基因 信号通路
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基于生物信息学对骨关节炎Hub基因的筛选与验证 被引量：2
8
作者 吴素雯 陈政 +1 位作者 蒋元康 陈雷雷 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2023年第28期4525-4532,共8页
背景:骨关节炎是以关节疼痛、僵硬、肿胀为主要临床表现的一种退行性疾病,目前关于骨关节炎的发病机制尚不明确。目的:基于生物信息学筛选骨关节炎相关数据集的Hub基因,再用细胞实验加以验证,筛选骨关节炎的关键生物标志物。方法:从GEO... 背景:骨关节炎是以关节疼痛、僵硬、肿胀为主要临床表现的一种退行性疾病,目前关于骨关节炎的发病机制尚不明确。目的:基于生物信息学筛选骨关节炎相关数据集的Hub基因,再用细胞实验加以验证,筛选骨关节炎的关键生物标志物。方法:从GEO数据库搜索骨关节炎相关的数据集,通过GEO2R分析筛选差异表达基因,对差异表达基因进行GO、KEGG富集分析,同时对数据集所有基因进行GESA分析,使用String网站构建差异表达基因的PPI网络,利用Cytoscape软件中的MCODE插件对PPI网络进行功能模块分析,使用插件CytoHubba筛选评分最高的10个Hub基因。提取SD大鼠膝关节半月板细胞,实验组以白细胞介素1β(10 ng/mL)干预细胞24 h复制骨关节炎症模型,以未干预组为对照,采用RT-qPCR法检测Hub基因的表达。结果与结论:(1)筛选出的差异表达基因中上调基因147个、下调基因212个,GO、KEGG和GSEA分析结果显示,富集的通路及生物过程主要涉及胶原纤维组织、细胞外基质的相互作用、Th17细胞分化和白细胞介素17等;利用Cytoscape软件中的插件CytoHubba筛选MCC算法中评分最高的10个Hub基因,分别是COL1A1、COL3A1、COL5A1、COL5A2、COL6A3、LOX、LOXL1、LOXL2、POSTN、PLOD1;(2)RT-qPCR检测结果显示,与对照组相比,实验组COL1A1、COL3A1、COL5A1、COL5A2、COL6A3、LOXL1、LOXL2的mRNA表达降低(P<0.0001),LOX和POSTN的mRNA表达升高(P<0.0001),两组PLOD1的mRNA表达无明显差异(P>0.05);(3)结果显示,骨关节炎的Hub基因表达差异可能为日后了解骨关节炎的发展提供新见解。 展开更多
关键词 骨关节炎 半月板细胞 生物信息学 hub基因 半月板组织
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基于生物信息学分析林奇综合征相关结直肠癌关键Hub基因的筛选与功能富集分析 被引量：2
9
作者 朱兴墅 黄军杰 +6 位作者 翁才明 刘旺武 陈永元 陈惠燕 赵虎 王瑜 林承志 《生物技术进展》 2023年第2期291-297,共7页
通过生物信息学方法筛选出与林奇综合征相关结直肠癌(colorectal cance,CRC)组织中的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。从基因表达总库(gene expression omnibus,GEO)下载林奇综合征相关CRC数据集GSE178516,使用GEO2... 通过生物信息学方法筛选出与林奇综合征相关结直肠癌(colorectal cance,CRC)组织中的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。从基因表达总库(gene expression omnibus,GEO)下载林奇综合征相关CRC数据集GSE178516,使用GEO2R筛选DEGs,并在人类疾病数据库Malacards中获取CRC和林奇综合征疾病基因,3者的交集取为关键Hub基因,通过功能富集分析鉴定DEGs。利用String数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用网络(protein-protein interaction,PPI),并使用Cytoscape软件对PPI网络进行可视化和模块分析。随后在easyGEO数据库中对差异表达基因进行表达验证。从GSE178516共鉴定出261个差异基因,包括117个上调基因和114个下调基因。这些基因与CRC和林奇综合征基因共交集出8个差异表达基因(TGFBR2、PTEN、POLD1、EXO1、EPCAM、CDKN2B、CCND1、BRCA1)。GO、KEGG富集分析显示,其功能主要富集在DNA代谢过程调控、内在凋亡信号通路、错配修复等方面;KEGG通路分析主要富集在CRC等相关癌症路径。通过PPI获得与67个差异表达蛋白存在相互作用关系的892个蛋白,并利用Cytoscape软件构建其重要模块,包含44个节点和630个节点作用关系。利用easyGEO网站对8个差异基因进行表达分析,发现8个基因在林奇综合征相关CRC患者中的表达均具有统计学差异。总体上,研究鉴定出的关键Hub基因有助于了解林奇综合征相关CRC发生和发展的分子机制,并为林奇综合征进展对CRC的诊断和治疗提供新的候选靶点。 展开更多
关键词 林奇综合征 结直肠癌 差异表达基因 hub基因 生物信息学
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糖尿病足溃疡的hub基因及其生物学功能的生物信息学分析
10
作者 徐璠 芮顺利 +3 位作者 罗珮绮 陈燕 马渝 邓武权 《四川大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期961-968,共8页
目的通过对转录组测序数据的生物学分析探寻与糖尿病足溃疡发病以及愈合相关的关键(hub)基因及其生物学功能。方法从GEO数据库筛选糖尿病足溃疡的数据集,数据标准化后再分组并进行生物信息学分析。分别对糖尿病足溃疡患者与非糖尿病足... 目的通过对转录组测序数据的生物学分析探寻与糖尿病足溃疡发病以及愈合相关的关键(hub)基因及其生物学功能。方法从GEO数据库筛选糖尿病足溃疡的数据集,数据标准化后再分组并进行生物信息学分析。分别对糖尿病足溃疡患者与非糖尿病足溃疡患者,以及糖尿病足溃疡部位创缘皮肤与糖尿病足患者非溃疡部位皮肤转录组测序数据进行组间差异表达基因鉴定、通路富集和蛋白质互作(PPI)分析,通过节点分析找到hub基因,并在测试集中以受试者工作特征(ROC)曲线验证筛选出的hub基因对糖尿病足溃疡的诊断效能。通过两组分析的交集基因再次进行通路富集以及PPI分析,筛选与糖尿病足溃疡创面愈合相关hub基因。最后对相关样本进行GSEA分析寻找全转录组基因在糖尿病足溃疡中可能的作用。结果从糖尿病足溃疡与非糖尿病患者皮肤的测序分析中,得到上调的差异基因620个,下调的差异基因196个。这些基因的功能集中在萜类化合物和聚酮类化合物的代谢、分子和相互作用、磷脂酶D信号通路、丙酸酯代谢、PI3K-Akt信号通路、Toll样受体信号通路、嘧啶代谢、IL-17信号通路、Rap1信号通路等。PPI网络确定了10个hub基因,其中BGN、CCND1在测试集的ROC分析的曲线下面积为0.714、0.712。在糖尿病足溃疡部位创缘皮肤与糖尿病足患者非溃疡部位皮肤的测序分析中筛选出了上调基因4072个,下调基因911个,与糖尿病溃疡的差异基因有交集的基因372个。这些差异基因的功能集中在磷脂酶D信号通路、异种生物降解和能量代谢、谷胱苷酸代谢、嘧啶代谢、ErbB信号通路以及黑色素生成等信号通路。从PPI网络确定了7个hub基因。在GSEA分析中,戊糖和葡萄糖醛酸相互转化、同源重组、烟酸和烟酰胺代谢、神经活性配体受体相互作用、青少年发病的成年型糖尿病、丁酸代谢、赖氨酸降解、泛酸和辅酶A的生物合成、核黄素代谢、类固醇激素生物合成、缬氨酸亮氨酸和异亮氨酸降解等通路在糖尿病足溃疡与非糖尿病足溃疡患者中表现出了较大的表达差异。结论生物信息学结果提示,BGN、CCND1是预测糖尿病足溃疡发生的潜在生物学标志物,CXCL12、TLR4、JAK2、PPARA、UBC、DCN、KDR、ARNTL是糖尿病足溃疡的hub基因,而CXCL8、CXCL12、TXN、SLIT3、KRT14、KIT、NEO1是糖尿病足慢性溃疡愈合相关的hub基因。 展开更多
关键词 糖尿病足溃疡 hub基因 生物学功能 生物信息学
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基于加权基因共表达网络和癌症基因组图谱临床数据分析并鉴定肝细胞癌的Hub基因研究
11
作者 陈超 陈天翔 +5 位作者 刘钱伟 张秩 王欢欢 吴平平 高磊 于照祥 《中国全科医学》 CAS 北大核心 2024年第32期4050-4059,共10页
背景 肝细胞癌(HCC)是全球常见的癌症相关死亡的第三大原因,约占所有原发性肝癌病例的90%,其复发率和死亡率较高,目前发生的分子机制仍不清楚。目的 探索HCC潜在的分子机制,发掘新的生物标志物。方法 从TCGA数据库下载RNA-seq表达数据... 背景 肝细胞癌(HCC)是全球常见的癌症相关死亡的第三大原因,约占所有原发性肝癌病例的90%,其复发率和死亡率较高,目前发生的分子机制仍不清楚。目的 探索HCC潜在的分子机制,发掘新的生物标志物。方法 从TCGA数据库下载RNA-seq表达数据和临床相关信息,通过差异基因表达分析正常肝脏组织与HCC组织的差异基因;对差异表达基因进行富集分析;基于TCGA中HCC的基因表达数据概况,使用WGCNA R包建立共表达网络,进行加权基因共表达网络分析(WGCNA),选择具有临床意义的模块,并筛选候选Hub基因;进一步分析候选Hub基因在HCC组织和正常肝脏组织显著差异表达、与HCC患者总体生存期和无病生存期是否显著相关,最终确定Hub基因;通过人类蛋白质图谱数据库对Hub基因蛋白表达进行验证。结果 本研究的基因表达数据来自50个正常肝脏组织样本和373个HCC组织样本。通过差异基因表达分析发现7 230个在HCC和正常肝脏组织之间差异表达的基因(HCC中3 691个上调基因和3 539个下调基因)。富集分析表明,上调的差异表达基因主要参与细胞周期调控和有丝分裂过程;下调的差异表达基因主要参与小分子代谢和有机酸代谢等过程。WGCNA确定了19个与HCC患者临床特征相关基因模块,通过分析模块与临床特征之间的关系,筛选出青色模块和紫色模块。青色模块基因中同时与患者总生存期和无病生存期强烈相关的前两个基因为VPS45和FAM189B;紫色模块基因中同时与患者总生存期和无病生存期强烈相关的前两个基因分别为CLEC1B和FCN3,因此将VPS45、FAM189B、CLEC1B和FCN3确定为最终的Hub基因。人类蛋白质图谱数据库免疫组织化学染色显示:VPS45和FAM189B在HCC组织中的表达高于正常肝脏组织,FCN3在HCC组织中的表达低于正常肝脏组织,CLEC1B在HCC组织和正常肝脏组织中表达差异不明显。结论 初步确定VPS45、FAM189B、CLEC1B和FCN3可能是HCC的新型潜在生物标志物,这些Hub基因可能为HCC的靶向治疗提供理论基础。 展开更多
关键词 癌 肝细胞 加权基因共表达网络分析 hub基因 分子靶向治疗
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应用生物信息学筛选结直肠癌Hub基因及验证 被引量：1
12
作者 陈树华 温日葵 +1 位作者 祝惠钦 谢荣章 《系统医学》 2024年第3期42-45,53,共5页
目的通过运用生物信息学分析,筛选出与结直肠癌相关的差异表达基因(Differentially Expressed genes,DEGs),并验证其生物学功能。方法云浮市人民医院检验科从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)中下载结直肠癌芯片数据GSE... 目的通过运用生物信息学分析,筛选出与结直肠癌相关的差异表达基因(Differentially Expressed genes,DEGs),并验证其生物学功能。方法云浮市人民医院检验科从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)中下载结直肠癌芯片数据GSE 21815、GSE 31905、GSE 35279资料,应用GEO2R语言进行处理得出结直肠癌和正常结直肠组织之间的差异表达基因,并通过生物信息学工具DAVID、STRING、Cytoscape构建差异表达基因的蛋白互作网络,筛选Hub基因,应用基因本体论(Gene Ontology,GO)、基因百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)分析筛选出的Hub基因的生物功能,并利用MiRDB工具找出可能调控Hub基因的miRNA,并于2017—2022年8月收集30例结直肠癌组织和30例正常结直肠组织样本,通过实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qPCR)验证。结果经生物学信息分析和蛋白质相互作用网络图分析催产素受体基因、基质金属蛋白酶11基因、间质上皮转化因子基因、基质金属蛋白酶7基因、激肽释放酶8基因、激肽释放酶10基因为结直肠癌组织发生发展的关键Hub基因。结直肠癌组织中基质金属蛋白酶11基因(4.38±1.58)、间质上皮转化因子基因(2.69±0.29)、基质金属蛋白酶7基因(0.88±0.14)、激肽释放酶8基因(11.09±3.90)、激肽释放酶10基因mRNA(7.88±2.20)的表达,显著高于正常结直肠组织组织,差异有统计学意义(t=9.605、25.339、26.376、9.541、3.726,P均<0.001)。结论结直肠癌组织中基质金属蛋白酶11基因、间质上皮转化因子基因、基质金属蛋白酶7基因、激肽释放酶8基因、激肽释放酶10基因异常表达,可能参与结直肠癌发生过程,有望为后续结直肠癌基础研究及临床诊疗提供依据。 展开更多
关键词 结直肠癌 生物信息学 hub基因
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基于加权基因共表达网络分析法筛选多囊卵巢综合征Hub基因 被引量：1
13
作者 陈莉 邹铸 +3 位作者 徐靖原 沈梦溪 李俊 姚新生 《合肥医科大学学报》 2022年第4期491-497,共7页
目的多囊卵巢综合征(PCOS)常伴有肥胖表现,探索调控PCOS患者肥胖的关键基因,有益于肥胖型PCOS的诊断与防治。方法从GEO数据库中下载肥胖型PCOS患者和肥胖非PCOS患者转录组数据,运用加权基因共表达网络分析法(WGCNA)筛选出与PCOS发生发... 目的多囊卵巢综合征(PCOS)常伴有肥胖表现,探索调控PCOS患者肥胖的关键基因,有益于肥胖型PCOS的诊断与防治。方法从GEO数据库中下载肥胖型PCOS患者和肥胖非PCOS患者转录组数据,运用加权基因共表达网络分析法(WGCNA)筛选出与PCOS发生发展相关的关键模块,用GO及KEGG对模块功能进行富集分析,进一步挖掘出与PCOS发生发展相关联的中枢基因(Hub gene)。结果WGCNA一共定义了13个基因共表达模块,从其中4个模块中筛选出与肥胖PCOS相关的189个差异表达基因,这些基因主要被富集到免疫相关的TNF-α和IL-17信号通路,从中最终筛选出PTGS2、IL6、CXCL8、CXCL2、IL1B、S100A9、S100A8、CCL2、ICAM1、LIF、TNFRSF1B和IRF112个Hub基因。结论本研究筛选出与肥胖PCOS相关的关键基因,并进一步聚类到免疫相关信号通路,提示肥胖型PCOS与免疫应答存在相关性。 展开更多
关键词 多囊卵巢综合征 hub基因 加权基因共表达网络分析 免疫信号通路
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利用生物信息学方法鉴定与NMIBC相关的Hub基因
14
作者 李洪明 吴凯 +1 位作者 欧铜 吴松 《牡丹江医学院学报》 2021年第3期43-48,共6页
目的通过加权基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis,WGCNA)鉴定与非肌层浸润性膀胱癌(Non-Muscle Invasive Bladder Cancer,NMIBC)相关的枢纽基因。方法利用GEO数据库获取GSE13507芯片数据和临床信息,筛选... 目的通过加权基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis,WGCNA)鉴定与非肌层浸润性膀胱癌(Non-Muscle Invasive Bladder Cancer,NMIBC)相关的枢纽基因。方法利用GEO数据库获取GSE13507芯片数据和临床信息,筛选排名靠前的5000个基因用于WGCNA。基因表达数据结合临床数据筛选关键的基因模块,通过对模块基因行基因本体(Gene Ontology,GO)生物学过程富集分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopdia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析,了解相应的生物学功能。通过关键模块初步筛选与NMIBC相关的枢纽基因,然后利用关键模块基因构建蛋白互作网络,再次筛选枢纽基因,二者取交集最终确定枢纽基因。利用基因表达谱数据动态分析(Gene Expression Profiling Interactive Analysis,GEPIA)工具验证基因的表达情况及其对总体生存率的影响。结果通过WGCNA确定black模块(cor=0.72,P=2.6e-82)为NMIBC的枢纽模块,black模块主要富集的GO生物学过程有蛋白酶体介导的泛素依赖的蛋白质分解过程和mRNA剪接体等;KEGG主要富集于人类I型T细胞白血病病毒(Human T-Cell Lymphotropic Virus Types I,HTLV-I)感染、神经营养因子信号通路和醛固酮的合成与分泌等通路,最终确定PA2G4和PRPF19两个枢纽基因。通过GEPIA在线分析工具分析发现枢纽基因高表达者生存期短(P<0.05),且在肿瘤组与正常组比较中发现枢纽基因呈高表达。结论通过WGCNA构建共表达网络筛选得到PA2G4和PRPF19两个枢纽基因,其有望成为NMIBC的生物标志物。 展开更多
关键词 膀胱癌 WGCNA 数据挖掘 hub基因
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基于生物信息学分析肝癌Hub基因与差异基因的筛选与鉴定以及相关基因的突变序列
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作者 韩康 甘富元 吕军 《每周文摘·养老周刊》 2023年第18期16-18,共3页
旨在基于生物信息学分析肝癌Hub基因与差异基因的筛选与鉴定,并进行相关基因的突变序列分析。方法:我们首先获取了与肝癌相关的基因表达数据和临床数据,并对其进行了质控和预处理。接着,利用网络分析方法构建肝癌基因网络,并识别了网络... 旨在基于生物信息学分析肝癌Hub基因与差异基因的筛选与鉴定,并进行相关基因的突变序列分析。方法:我们首先获取了与肝癌相关的基因表达数据和临床数据,并对其进行了质控和预处理。接着,利用网络分析方法构建肝癌基因网络,并识别了网络中的Hub基因,这些基因在网络中具有重要的连接和调控作用。通过统计学方法和假设检验校正方法确定了差异显著的基因。结果:本研究成功筛选出了肝癌中的Hub基因和差异基因,并对其进行了功能注释和通路分析。通过综合分析差异基因、Hub基因和突变事件的结果,我们发现了与肝癌发生发展密切相关的关键基因和通路。结论:本研究通过生物信息学分析揭示了肝癌的关键基因和突变事件。这些发现为深入理解肝癌的发病机制和发展过程提供了重要线索。 展开更多
关键词 肝癌 生物信息学 基因筛选与鉴定 突变序列分析 hub基因 差异基因
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基于生物信息学分析肝细胞癌中Prefoldin4表达相关机制和Hub基因
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作者 黄娟君 祝伟 《医学信息》 2025年第19期9-16,共8页
目的通过不同的在线数据集探讨Prefoldin4(PFDN4)在肝细胞癌发生发展中的潜在作用和机制。方法在TCGA和GEO数据库检测PFDN4的表达,然后在蛋白水平和肝细胞癌细胞系中进行验证。表观遗传机制方面,通过MEXPRESS分析PFND4表达水平和启动子... 目的通过不同的在线数据集探讨Prefoldin4(PFDN4)在肝细胞癌发生发展中的潜在作用和机制。方法在TCGA和GEO数据库检测PFDN4的表达,然后在蛋白水平和肝细胞癌细胞系中进行验证。表观遗传机制方面,通过MEXPRESS分析PFND4表达水平和启动子甲基化的相关性。利用Metascape对PFDN4高、低表达组间差异基因相关生物功能进行富集并构建蛋白-蛋白互作网络,然后通过Cytoscape筛选相关Hub基因,并进一步构建相应的转录因子-Hub与miRNA-Hub基因网络。结果PFDN4在肝细胞癌中的表达增加,并通过多个数据库(TCGA、GEO、HPA和DepMap)得到验证,PFDN4表达和启动子CpG位点(54207873)甲基化负相关。DESeq2分析发现,PFDN4高、低表达组间有552个的差异基因。Metascape富集发现PFDN4表达水平可调节上皮细胞分化、胚胎器官发育、肺上皮发育以及交配和鞘脂类生物合成过程。PPI网络的MCOD分析发现有8个显著的基因簇,其相关生物学功能主要与GPCR信号通路和上皮细胞分化相关。肝细胞癌中PFDN4表达相关的10个Hub基因为NTS、HTR2B、ADRA1A、TAC1、TACR3、GRPR、CCKBR、KISS1R、PROK1和CYP3A4。使用Netwaranyst预测到40个转录因子和38个miRNA可能和Hub基因相互作用。结论PFDN4在肝细胞癌的发生发展中可能起着重要作用,PFDN4表达相关潜在Hub基因、转录因子和miRNA,可进一步用于探索新的诊断和治疗策略。 展开更多
关键词 肝细胞癌 Prefoldin4 hub基因 转录因子
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Hub基因中神经病理性疼痛生物标志物的生物信息学鉴定和孟德尔随机化分析
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作者 张慧敏 李兴 +3 位作者 刘孟江 楚伍花 邓厚盛 张治明 《中华疼痛学杂志》 2024年第5期717-731,共15页
目的:本研究旨在鉴定hub基因中与神经病理性疼痛(NP)相关的生物标志物,并通过双样本孟德尔随机化(MR)分析探讨这些基因与NP之间的因果关系,为临床诊断提供新的生物标志物和治疗靶点。方法:从GEO数据库中选择GSE2636和GSE30691数据集进... 目的:本研究旨在鉴定hub基因中与神经病理性疼痛(NP)相关的生物标志物,并通过双样本孟德尔随机化(MR)分析探讨这些基因与NP之间的因果关系,为临床诊断提供新的生物标志物和治疗靶点。方法:从GEO数据库中选择GSE2636和GSE30691数据集进行分析,筛选出共同差异表达基因(Co-DEGs),对Co-DEGs进行GO和KEGG功能富集分析,构建PPI网络识别关键hub基因,评估其在预测NP的敏感性和特异性,并进行免疫细胞浸润分析,进一步通过MR分析揭示hub基因与NP的因果关系。结果:从GSE2636和GSE30691数据集中筛选出92个Co-DEGs,包括Ccl2、Jun、Mapk1、Gfap、IL18、Timp1和Sos1等hub基因,GO和KEGG分析显示这些基因在钙离子转运、神经元凋亡、神经营养因子和MAPK信号通路中显著富集,miRNA调控网络揭示27个miRNAs可能调控Jun、Mapk1、Gfap和Sos14个关键hub基因,特别是Mapk1基因与18个miRNAs显著关联。此外,Ccl2、Jun、IL18、Mapk1、Gfap和Sos1等基因是潜在的药物靶点,并识别出9个多靶点药物,诊断预测模型验证了这些hub基因在预测NP中具有高敏感性和特异性,免疫浸润分析发现Mapk1和Ccl2等hub基因与NP中的多种免疫细胞浸润高度相关,在双样本孟德尔随机化分析中,通过逆方差加权法(OR=2,95%CI=1.096-1.500,P=0.002)和加权中位数法(OR=2,95%CI=1.306-1.060,P=0.012)发现Mapk1与三叉神经痛风险存在因果关联。结论:hub基因中,Ccl2、Jun、Mapk1、Gfap、IL18、Timp1和Sos1可能是与NP相关的生物标志物,27个miRNAs可能调控4个关键hub基因,其中Mapk1基因与18个miRNAs显著关联。Ccl2、Jun、IL18、Mapk1、Gfap和Sos1等基因是潜在的药物作用靶点,秋水仙碱和甲巯咪唑等9种药物作用于上述多个靶点,具有成为治疗NP潜在药物的潜力。在7个hub基因中,Mapk1、Ccl2可能还与NP中的多种免疫细胞浸润相关,最后,MR分析验证了Mapk1与三叉神经痛的风险存在因果效应关系。 展开更多
关键词 神经病理性疼痛 hub基因 免疫细胞浸润 差异表达基因 孟德尔随机化分析
原文传递
宫腔粘连差异表达基因的生物信息学分析及关键枢纽基因的验证
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作者 徐风娟 李光风 +3 位作者 罗桑 宣婷婷 安霞霞 刘丹 《宁夏医科大学学报》 2025年第4期387-394,共8页
目的通过生物信息学分析宫腔粘连(IUA)的潜在发病机制,并进行实验验证,以识别新的潜在治疗靶点。方法建立小鼠IUA模型并获取子宫组织标本。通过RNA-seq技术筛选小鼠模型中差异表达基因,采用GO/KEGG数据库进行通路富集分析,结合STRING数... 目的通过生物信息学分析宫腔粘连(IUA)的潜在发病机制,并进行实验验证,以识别新的潜在治疗靶点。方法建立小鼠IUA模型并获取子宫组织标本。通过RNA-seq技术筛选小鼠模型中差异表达基因,采用GO/KEGG数据库进行通路富集分析,结合STRING数据库构建蛋白互作(PPI)网络筛选核心枢纽基因。收集临床子宫内膜样本(对照组/IUA组各n=7),结合小鼠子宫组织标本,采用RT-qPCR对所筛选的候选基因的表达进行跨物种验证。结果基于3对IUA与正常小鼠子宫组织的转录组数据分析,共鉴定出936个差异表达基因(上调585个、下调351个;|Log2FC|≥,P<0.05)。功能富集分析表明,差异表达基因富集于细胞周期调控(G2/M期转换、纺锤体微管组装)、MAPK及PI3K-AKT信号通路(GSEA、GO、KEGG联合验证)。PPI网络分析筛选出6个核心Hub基因(Pbk、Nuf2、Cep55、Shcbp1、Bub1、Ccnb1),其网络高连接度提示其对细胞周期进程的枢纽调控作用。RT-qPCR实验证实,在人和小鼠IUA组织中Pbk、Nuf2、Cep55、Shcbp1、Bub1及Ccnb1的mRNA相对表达水平均呈现高表达(P均<0.05)。结论Pbk、Nuf2、Cep55、Shcbp1、Bub1及Ccnb1参与IUA进程中细胞周期的异常调控,可能作为干预IUA病理进程的新型分子靶点。 展开更多
关键词 宫腔粘连 子宫内膜 生物信息学 hub基因 分子靶点
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基于生物信息学技术筛选脑出血的差异基因和药物及转录因子预测
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作者 刘建 杨莎 +5 位作者 曾宇 孔卓 王方 张继勤 王超 谭赢 《安徽医药》 2025年第10期2090-2095,I0005,I0006,共8页
目的基于生物信息学方法分析小鼠脑出血组织的基因表达,探讨影响脑出血疾病发生发展的差异表达基因及用于疾病治疗的药物预测。方法从基因表达综合(GEO)下载GSE216607和GSE200575进行分析,获得基因表达谱,筛选差异表达基因(DEGs)(P<0... 目的基于生物信息学方法分析小鼠脑出血组织的基因表达,探讨影响脑出血疾病发生发展的差异表达基因及用于疾病治疗的药物预测。方法从基因表达综合(GEO)下载GSE216607和GSE200575进行分析,获得基因表达谱,筛选差异表达基因(DEGs)(P<0.05,|log FC|≥2),两者取交集。接着利用基因本体(GO)、京都基因和基因组数据库(KEGG)富集分析对目标基因的信号通路进行富集分析。然后通过STRING数据库构建蛋白质相互作用(PPI)网络。最后通过Cytoscape软件中筛选hub基因,对hub基因进行实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)验证,将关键基因导入Coremine Medical数据库映射出具有潜在治疗作用的药物。利用UCSC数据库联合JASPAR数据库预测差异表达基因相关的转录因子(TF)。结果共鉴定出81个上调的DEGs,GO富集分析显示其参与了白细胞迁移、细胞因子活性等。并且KEGG富集分析中显示与细胞因子信号通路、白细胞介素(IL)-17信号通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路等信号通路有关。通过PPI网络最终筛选出5个hub基因IL-1β、趋化因子配体2(CCL2)、C-X-C基序趋化因子配体1(CXCL1)、金属蛋白酶组织抑制因子1(TIMP1)、丝氨酸蛋白酶抑制因子E1(SERPINE1)。RT-qPCR表明与假手术组(Sham)组比较,脑出血模型组小鼠脑组织中IL-1β、CCL2、CXCL1、TIMP1、SERPINE1的mRNA含量均明显上升(P<0.05)。Coremine Medical筛选出的人参花、人参芦、人参叶、人参、茶树根等中药可能作为脑出血潜在的分子药物来源,并且筛选出马卡因、阿朴天仙子碱、灌木远志酮A、花生四烯酸、胡萝卜苷、β-谷甾醇、豆甾醇、吉九里香碱、谷甾醇、9,12,15-二十二碳三烯醇、顺式-11,14,17-二十碳三烯酸甲酯等分子可能是治疗脑出血的潜在分子药物。结论IL-1β、CCL2、CXCL1、TIMP1、SERPINE1等基因在脑出血后表达存在差异,可能参与了脑出血后的病理机制,并且马卡因、阿朴天仙子碱、灌木远志酮A、花生四烯酸、胡萝卜苷、β-谷甾醇、豆甾醇、吉九里香碱、谷甾醇、9,12,15-二十二碳三烯醇、顺式-11,14,17-二十碳三烯酸甲酯等分子可能是治疗脑出血的潜在药物分子。 展开更多
关键词 脑出血 差异表达基因 hub基因 富集分析 中药 转录因子
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基于加权基因共表达网络分析挖掘舌鳞状细胞癌的关键基因 被引量：5
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作者 李天客 张影 +3 位作者 张素欣 陈中 包阳 张冠华 《口腔医学研究》 CAS 北大核心 2020年第5期423-427,共5页
目的:舌鳞状细胞癌(TSCC)是头颈部最常见的恶性肿瘤之一,其分子机制尚不清楚。挖掘与舌鳞状细胞癌(TSCC)密切相关的hub基因,为揭示TSCC发病机制提供理论依据。方法:从基因表达综合数据库(GEO)下载GSE34105数据,通过WGCNA筛选关键模块,Cy... 目的:舌鳞状细胞癌(TSCC)是头颈部最常见的恶性肿瘤之一,其分子机制尚不清楚。挖掘与舌鳞状细胞癌(TSCC)密切相关的hub基因,为揭示TSCC发病机制提供理论依据。方法:从基因表达综合数据库(GEO)下载GSE34105数据,通过WGCNA筛选关键模块,Cytoscape计算模块网络中节点的拓扑参数筛选hub基因,生存分析用于hub基因的外部验证,通过GO和KEGG富集分析和GSEA分析获取hub基因参与的生物过程。结果:获得与TSCC最密切相关的turquoise模块(Cor=0.88,P<0.05)。cytoscape筛选获得2个hub基因分别为CAP1和TMBIM6,是预后的不良因素,它们的高表达与患者生存期缩短显著相关(P<0.05)。GSEA分析它们高表达组主要参与了半胱氨酸和蛋氨酸代谢、霍乱弧菌感染、氧化磷酸化、DNA复制、基底切除修复、细胞减数分裂、蛋白质生成、果糖和甘露糖代谢、幽门螺杆菌感染中的上皮细胞信号转导。结论:本研究通过构建基因共表达网络筛选出2个hub基因,可能成为潜在的TSCC基因基因生物标志物,影响TSCC的发生及预后。 展开更多
关键词 WGCNA 舌鳞状细胞癌 发病机制 hub基因
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