利用生物信息学技术对肿瘤微环境中差异表达基因及ALK激酶耐药和OPN表位确定初步研究

发布时间：2025-06-24 06:29

　　生物信息学是21世纪生命科学及医学领域的一项极为重要的技术,随着计算机技术、信息技术、生物学技术的发展及相互间融合,生物信息学越来越受到关注。目前,生物信息学可以分别从基因,蛋白等不同水平对生物学事件进行系统分析和详细研究,并为生物学、医学、药学等领域的发展提供了更为广阔的思路。在研究中,我们通过生物信息学技术分析急性髓系白血病和正常组织芯片数据,再结合文献挖掘等方法对差异基因及其蛋白间相互作用进行分析,最后再利用分子生物学实验对差异表达基因进行功能验证。从急性髓系白血病和癌旁组织芯片数据筛选到了190个差异基因。交叉网络分析筛选出关键基因NDUFA4(NADH dehydrogenase 1 alpha subcomplex subunit 4)、UQCRQ(Ubiquinol-cytochrome c reductase)、COX7A2(Cytochrome c oxidase polypeptide 7A2)基因。功能富集分析证明差异表达基因主要与PI3K-AKT信号通路有关。实验结果表明在PI3K信号通路过程中,NDUFA4是影响急性髓系白血病增殖的关键基因。从而为急性髓系白血病...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 生物信息学在肿瘤中的研究进展
        1.1.1 基因芯片
        1.1.2 数据分析
        1.1.3 生物信息学对癌症的研究
    1.2 PI3K-AKT信号通路在肿瘤研究中的进展
        1.2.1 PI3K-AKT-mTOR信号通路
        1.2.2 PI3K简介
        1.2.3 AKT简介
        1.2.4 mTOR简介
        1.2.5 PI3K-AKT-mTOR信号的负调控
    1.3 骨桥蛋白
        1.3.1 骨桥蛋白简介
        1.3.2 骨桥蛋白生物学功能
        1.3.3 骨桥蛋白与癌症
    1.4 利用分子动力学模拟对ALK耐药性的研究
        1.4.1 ALK激酶的生物学功能研究
        1.4.2 分子动力学研究
    1.5 主要研究内容
        1.5.1 筛选急性髓系白血病差异表达基因
        1.5.2 分子动力学模拟对ALK突变体耐药性研究
        1.5.3 OPN 抗体表位计算机辅助筛选
第二章 生信分析富集筛选急性髓系白血病差异表达基因
    2.1 材料与方法
        2.1.1 基因表达数据库
        2.1.2 基因表达分析数据
    2.2 方法
        2.2.1 微阵列数据检索及下载
        2.2.2 数据预处理与差异表达分析
        2.2.3 KEGG和GO分析
        2.2.4 PPI网络分析
        2.2.5 共表达网络数据分析
        2.2.6 细胞培养
        2.2.7 RNA提取及实时定量PCR检测差异表达基因
    2.3 结果
        2.3.1 在正常癌旁组织以及急性髓系白血病组织中的差异表达分析
        2.3.2 功能富集分析
        2.3.3 PPI网络和中心性分析
        2.3.4 基因共表达网络分析
        2.3.5 RT-PCR验证差异基因表达水平
第三章 分子动力学模拟揭示ALKF1174C突变型耐药机制
    3.1 材料方法
        3.1.1 模拟体系的构建
        3.1.2 分子动力学模拟
        3.1.3 MM/GBSA计算结合自由能
        3.1.4 MM/GBSA自由能分解
    3.2 结果和讨论
        3.2.1 突变对体系稳定性的影响
        3.2.2 突变对A-loop的动态变化的影响
        3.2.3 突变对F1174相关的疏水网络的影响
        3.2.4 突变异构影响P-loop的动态从而破坏π动态网络
        3.2.5 结合自由能计算
        3.2.6 利用残基能量分解识别重要残基
        3.2.7 野生型和突变型结构与ceritinib结合模式的比较
    3.3 本章小结
第四章 OPN抗体表位计算机辅助筛选
    4.1 材料与试剂
        4.1.1 主要试剂与菌株
        4.1.2 主要溶液的配制
    4.2 实验方法
        4.2.1 蛋白模建
        4.2.2 分子动力学模拟
        4.2.3 抗体-肽作用分析
        4.2.4 QM/MM分析
        4.2.5 噬菌体随机肽库滴度测定
        4.2.6 噬菌体随机肽库淘选
        4.2.7 阳性噬菌体的扩增
        4.2.8 噬菌体ELISA
        4.2.9 噬菌体随机展示肽序列测序
        4.2.10 阳性噬菌体克隆特异性ELISA检测
    4.3 实验结果
        4.3.1 OPN蛋白及其抗体的模建
        4.3.2 分子动力学模拟优化OPN结构
        4.3.3 OPN抗体与各肽段的作用分析
        4.3.4 QM/MM分析
        4.3.5 噬菌体随机肽库的亲和淘选
        4.3.6 阳性噬菌体克隆鉴定
        4.3.7 筛选肽的序列分析
    4.4 讨论
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文



本文编号：4052623