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桥街新光唇鱼线粒体基因组特征及其系统发育关系分析
吴锦辉;陈嘉博;王俊杰;为明确桥街新光唇鱼(Neolissochilus qiaojiensis)在结鱼亚科(Torinae)中的分类地位与演化关系，本研究利用Illumina NovaSeq 6000测序平台结合从头组装技术，成功获得了桥街新光唇鱼的完整线粒体基因组序列；运用生物信息学方法分析了其基因组特征、密码子偏好性(conda bias)及选择压力(Ka/Ks)，并基于13个蛋白编码基因(protein-coding genes， PCGs)利用最大似然法(maximum likelihood method， ML)、贝叶斯推断法(Bayesian inference method， BI)和邻接法(neighbor-joining method， NJ)重建了系统发育树。结果显示，桥街新光唇鱼线粒体基因组全长16 590 bp，呈典型的双链环状结构，共包含鱼类线粒体基因组典型的37个基因和1段控制区(control region)。全基因组表现出明显的AT偏好性及显著的反G偏倚。密码子使用频率分析显示，亮氨酸(Leu)使用度最高，且显著偏好以A或C结尾的同义密码子。除tRNASer2缺失二氢尿嘧啶臂外，其余tRNA均形成典型“三叶草”结构。选择压力分析表明，13个PCG基因均经历了强烈的纯化选择(Ka/Ks < 1)，其中COX3基因表现出最小的变异性。系统发育分析强烈支持新光唇鱼属为并系群，结鱼属(Tor)深嵌于其内部；桥街新光唇鱼与亨氏新光唇鱼(N. hendersoni)、似丘新光唇鱼(N. soroides)等近缘物种紧密聚为支持率极高的姐妹群。本研究结果不仅揭示了桥街新光唇鱼在序列演化上的高度保守性，也为结鱼亚科的物种界定、系统演化以及种质资源保护提供了分子遗传学基础。
基于孟德尔随机化、生物信息学和机器学习筛选支气管哮喘关键基因
罗成;叶远航;覃琬婷;支气管哮喘是以慢性气道炎症为核心特征的呼吸系统疾病，现有治疗难以逆转气道重塑且病情易反复，亟须挖掘早期诊断标志物与新型治疗靶点。本研究整合GEO数据库哮喘转录组数据，开展差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs）分析；运用FinnGen数据库的全基因组关联研究汇总统计数据，利用表达数量性状位点（expressing quantitative trait loci，eQTL）信息筛选工具变量，进行孟德尔随机化（Mendelian randomization，MR）分析，将MR得到的遗传风险基因与DEGs取交集，筛选出关键共表达基因。进一步采用最小绝对收缩和选择算子（least absolute shrinkage and selection operator，LASSO）回归进行特征基因选择，通过CTD数据库、ITCM数据库、古今医案云平台预测潜在调控支气管哮喘的中药，并分析其性味归经及功效。最后运用分子对接验证活性成分与靶蛋白的结合能力。本研究共鉴定933个哮喘DEGs与374个MR风险基因，交集获得10个核心基因（5个风险基因和5个保护基因），主要参与B细胞受体信号转导、糖代谢、可溶性神经丝结合蛋白受体介导囊泡运输等通路；经LASSO回归确定VAMP8、MRPL48、DDIT3、TOM1和TRANK1共5个具有良好诊断价值的特征基因；预测得到276味相关中药，药性以温、寒、平为主，药味以苦、辛、甘为主，归经以肝、肺、胃、脾、肾经为主，分类以清热药、补虚药、活血化瘀药等为主；分子对接表明，茯苓活性成分与靶蛋白可稳定结合。综上，本研究通过遗传学与生物信息学整合分析，鉴定出10个与哮喘因果关联的核心基因及5个候选诊断标志物，为哮喘的机制阐释与精准诊疗提供了理论依据。
氧化应激通过MSP/RON信号轴抑制PI3K磷酸化诱导腹主动脉瘤内皮细胞损伤
鹿凯;黎仁强;李雪岩;腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm， AAA)的发生发展与氧化应激诱导的血管内皮细胞功能障碍密切相关。巨噬细胞刺激蛋白(macrophage-stimulating protein， MSP)及其受体(recepteur d'origine nantais， RON)在炎症与细胞稳态中起关键作用，但其在AAA血管内皮细胞中的功能未知。本研究旨在探究MSP/RON信号在AAA背景下如何调控氧化应激诱导的内皮细胞损伤及具体机制。采用过氧化氢(hydrogen peroxide， H2O2)刺激人血管内皮细胞(human vascular endothelial cells， HVECs)建立氧化应激模型。通过沉默MSP或RON表达，利用逆转录-定量聚合酶链反应(reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction， RT-qPCR)、Western blot、流式细胞术等技术检测线粒体自噬、凋亡、炎症及活性氧(reactive oxygen， ROS)等指标。采用血管紧张素Ⅱ(Angiotensin， Ang-Ⅱ)灌注的ApoE?/?小鼠构建AAA模型，通过体内沉默MSP评估其对动脉瘤形成的影响。H2O2处理的HVECs中MSP和RON表达水平提高，而PI3K的磷酸化蛋白水平下降。此外，H2O2刺激可诱导HVECs凋亡、炎症及线粒体损伤，并抑制线粒体自噬；而沉默MSP或RON则促进线粒体自噬，减轻上述损伤。最后的体内研究证明，沉默MSP显著减轻了Ang-Ⅱ诱导的小鼠AAA的严重程度。MSP/RON信号通过抑制PI3K通路，加剧氧化应激下的内皮细胞功能障碍，从而促进AAA的进展。靶向抑制MSP/RON信号轴可能为AAA的治疗提供新策略。
多组学研究揭示瓜蒌薤白半夏汤治疗慢性阻塞性肺疾病的关键基因
罗成;叶远航;覃琬婷;基于孟德尔随机化（Mendelianrandomization，MR）和网络药理学及多组学数据整合分析，系统筛选瓜蒌薤白半夏汤（GualouXiebaiBanxiadecoction，GLXBBX）治疗慢性阻塞性肺疾病（chronicobstructivepulmonarydisease，COPD）的核心调控基因与关键细胞亚群，通过探索核心靶点所在的细胞亚群特征，揭示该方剂整体干预COPD的分子与细胞学作用机制。运用公共数据库获取COPD的转录组及单细胞RNA测序数据，通过差异表达基因（differentiallyexpressedgenes，DEGs）和加权基因共表达网络分析（weightedgeneco-expressionnetworkanalysis，WGCNA）鉴定COPD的相关基因。随后构建“中药-活性成分-靶点”网络，联合模块识别算法识别筛选GLXBBX-COPD核心基因，并对其进行功能富集分析。采用MR分析验证核心基因与COPD 发病之间的因果关联，通过受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic，ROC）曲线与外部验证集评估因果基因的诊断效能；并利用分子对接、分子动力学（molecular dynamics，MD）模拟及ADMETlab平台评估关键活性成分与靶蛋白的结合稳定性及毒理药代特征。通过DEGs、WGCNA和拓扑算法，筛选共获得144个GLXBBX-COPD核心基因，显著富集于磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B，PI3K-AKT）信号通路。单细胞及免疫浸润分析显示，核心基因在巨噬细胞中高表达且关联显著。MR证实MTOR与COPD发病具有显著因果关系，且ROC曲线验证结果为0.503。分子对接和分子动力学模拟证实GLXBBX核心成分（如维生素E和卡维丁等）能与MTOR稳定结合，鉴定MTOR和巨噬细胞为GLXBBX干预COPD的关键靶标与效应细胞，揭示了该方剂可能通过调控PI3K-AKT通路、下调MTOR以影响巨噬细胞极化，进而缓解COPD。该发现为GLXBBX的临床应用提供了理论依据。
Trib3基因敲除对大鼠睾丸转录组的影响及其在精子发生中的作用
高林;张信来;刘珊珊;徐旭光;孔令怡;郭玉婷;苏杰;杨铮;钱智勇;张岩;刘陶迪;Trib3是整合细胞代谢与应激反应的关键因子，但其在雄性生殖系统中的功能尚不清楚。为探究Trib3在雄性生殖系统中的功能，本研究通过CRISPR/Cas9技术构建Trib3敲除大鼠模型，以阐明其缺失对睾丸发育及精子发生的系统性影响与分子机制。对31日龄野生型与Trib3基因敲除型大鼠睾丸组织进行的转录组测序与生物信息学分析，结果显示Trib3敲除导致5 621个基因表达发生显著改变，这些基因主要富集于外源物质代谢与解毒、精子发生与鞭毛组装以及细胞信号传导三大功能模块。RT-qPCR验证发现，生殖干细胞维持相关基因（Nanos1、Foxo1、Sox3、Lin28a、Zbtb16、Sall4）表达下调，而微环境相关基因（Thy1、Tp53rk）表达上调。组织学及免疫荧光结果进一步证实，敲除后睾丸出现曲细精管萎缩、生精上皮紊乱、晚期精子细胞缺失及圆形生精细胞异常累积，TRIB3蛋白缺失且生殖细胞标志物VASA阳性细胞数量异常增多。综上所述，Trib3敲除通过广泛改变睾丸基因表达谱，削弱干细胞干性调控网络并广泛重编程代谢与解毒、精子发生及细胞信号传导相关基因的表达，从而破坏生精微环境与精子发生，最终导致生精小管结构异常与精子发生衰竭。
基于生物信息学和机器学习阐明双酚A诱发哮喘的机制
胥俊宇;张紫玉;张志毕;邹胜梅;张翠苹;黄巍;刘建昆;高洁;双酚A(bisphenol A， BPA)是一种广泛存在的环境内分泌干扰物，其暴露与免疫介导性哮喘发生密切相关，但其具体分子机制仍不清楚。阐明BPA诱发哮喘的机制，对于认识环境污染物相关哮喘的发病基础并指导其预防和干预具有重要意义。本文通过整合网络毒理学、生物信息学及分子对接技术，从公共数据库获取BPA作用靶点及哮喘相关基因并取交集，随后对候选靶点进行基因本体(gene ontology，GO)功能注释与京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes， KEGG)通路富集分析，结合机器学习筛选核心基因，并通过免疫浸润分析评估其与免疫细胞的相关性，最终采用分子对接验证BPA与核心靶点的结合能力，确定BPA诱发哮喘的靶点。共鉴定出145个BPA诱发哮喘的潜在关键靶点，GO与KEGG分析显示这些靶点主要富集于酶活性与结合活性、补体与凝血级联等生物过程与通路，进一步筛选获得5个核心基因(RIPK2、CDC25B、CRBN、RELA、IL3RA1)，分子对接结果显示BPA与5个核心基因均表现出稳定的结合构象。该研究通过多组学整合分析初步阐明了其参与哮喘发生的潜在分子机制，为深入认识BPA的呼吸道毒性及探索哮喘的防治策略提供了依据。
藏羊LH和LHR基因克隆及多态性与产羔性状的关联分析
张理谭;张玉祥;邓玉婷;张军霞;藏羊作为青藏高原特有的绵羊（Ovis aries）品种，受极端环境影响其产羔率普遍较低，这已成为制约当地畜牧业发展的瓶颈。促黄体生成素（luteinizing hormone， LH）及其受体（luteinizing hormone receptor， LHR）是调控哺乳动物下丘脑-垂体-性腺轴的关键因子，在卵泡发育及排卵过程中发挥核心作用。本研究旨在通过克隆藏羊LH和LHR基因编码区，并利用生物信息学分析其结构特征，探讨LHR基因多态性与产羔性状的相关性，以期挖掘影响藏羊繁殖性能的分子标记，为藏羊的高效分子育种提供参考。本研究以200只具有完整产羔记录的藏羊为研究对象，对藏羊LH和LHR基因编码区进行克隆与测序，利用生物信息学方法对编码蛋白的理化性质与结构特征进行预测，并采用多重连接酶检测反应技术（improved multiple ligase detection reaction， iMLDR）对LHR基因SNP位点进行分型及与产羔数关联分析。结果显示，藏羊LH基因开放阅读框（open reading frame， ORF）长度为426 bp，编码141个氨基酸；LHR基因ORF长度为1 965 bp，编码654个氨基酸。序列同源性分析表明，藏羊与绵羊、牛（Bos taurus）和牦牛（Bos mutus）的物种相似性较高，与斑马拟丽鱼（Maylandia zebra）的亲缘关系最远。理化性质预测显示，LH与LHR均为疏水蛋白，且LH具有典型的分泌蛋白特征。二级结构预测表明，两者均以α-螺旋、无规卷曲和延伸链为主要结构元件，其预测的三级结构与二级结构相符。在LHR基因中检测到5个SNPs位点，其中g.75819207G>A为内含子区突变；g.75833215C>A与g.75833994A>T为第11外显子上的同义突变；g.75833440C>T与g.75833944G>A为第11外显子上的错义突变。群体遗传学分析表明，所有位点均处于中度或低度多态（0.25
基于药物多尺度分子结构相似性的抗癌药物组合协同性预测
郭林扬;黄毅然;张锦雄;庞毅恒;钟诚;高效预测抗癌药物组合的协同性是制定个性化联合用药方案的关键。抗癌药物的生物活性高度依赖于其分子结构中的药效团，然而现有计算模型在深度挖掘与利用分子结构中的药效团特征方面仍存在局限。针对该问题，本研究提出一种基于多尺度结构相似性的抗癌药物组合协同性预测模型(multi-scale molecular structural similarity-based synergy prediction model for anticancer drug combinations， MSSynergy)。该模型利用三层图卷积神经网络对药物分子的多尺度结构特征进行分层表征，引入注意力机制量化药物在不同尺度下的结构相似度得分，从结构相似性的角度捕捉关键的抗肿瘤药效特征，并利用多层卷积神经网络提取癌细胞系的转录组基因表达特征，通过全连接层实现协同得分或分类的端到端预测。实验结果表明，MSSynergy模型的均方误差(mean squared error， MSE)、斯皮尔曼相关系数(spearman correlation coefficient， SCC)与决定系数(coefficient of determination，R2)、受试者工作特征曲线下面积(area under the receiver operating characteristic curve， AUC)、精确率-召回率曲线下面积(area under the precision-recall curve， AUPR)及准确率(accuracy， ACC)分别达到 0.010、0.836、0.994、0.940、0.939 和 0.870，均高于已有方法，充分验证了MSSynergy模型能够为癌症精准治疗及临床药物筛选提供有效的技术支持。
基于scRNA-seq技术的良性前列腺增生疾病研究进展
吴优;郭雨涵;沈彦婷;王忠;良性前列腺增生（Benign prostatic hyperplasia，BPH）是老年男性常见疾病，其病理机制尚未完全阐明。这主要归咎于BPH致病过程中的核心驱动细胞尚不明确。近年来，单细胞RNA测序技术（single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）的出现，显著推动了BPH关键细胞类型及其功能、发育轨迹和细胞间相互作用的精准解析。基于此，本研究将通过系统梳理基于单细胞转录组学的BPH分子机制的最新研究进展，为后续相关研究及新治疗策略的开发提供新的理论框架。
基于基因组与转录组分析揭示解淀粉芽孢杆菌GXU-1响应铁胁迫高效合成纤维蛋白溶解酶的机制
赵丁;龚绵红;史芮源;蔡凯希;桂诗佳;闵斗勇;江虹锐;血栓是威胁现代人体健康的重要因素之一，高活力的纤维蛋白溶解酶对于血栓的溶栓治疗具有非常重要的意义。本研究以转录组分析和酶动力学为基础，主要探究了三价铁离子胁迫对海洋源解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens) GXU-1产纤维蛋白溶解酶的调控机制。经过RNA测序（RNA sequencing，RNA-seq）及实时定量PCR（real-time quantitative PCR，RT-qPCR）验证显示，0.05 g/L氯化铁胁迫使酶活提高1.47倍。转录组分析鉴定到1 607个显著差异表达基因，其中上调970个，下调637个。与酶表达密切相关的22个基因表达上调，主要富集于氧化磷酸化、生物膜代谢及丝氨酸蛋白酶合成等通路。关键上调基因包括bpr(5.31倍)、isp(4.85倍) 和aprE(4.40倍)，另外与生物膜相关基因如dacB(5.60倍) 和dacF(4.97倍) 上调则促进了酶的分泌。RT-qPCR验证了15个代表性基因的一致表达趋势。最终发现三价铁离子主要是通过激活氧化磷酸化及生物膜相关通路，为酶合成提供能量和前体，从而起到增强纤维蛋白溶解酶活性的作用。这些发现为菌株的后期工程改造提供了分子靶点，同时丰富了枯草芽孢杆菌组的基因组学资源。