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缺血性脑卒中外周血差异miRNA挖掘与生物信息学分析

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2024-02-06

contents

目录

缺血性脑卒中概述

外周血差异miRNA挖掘

生物信息学分析方法

缺血性脑卒中外周血差异miRNA功能研究

生物信息学在缺血性脑卒中研究中的应用

总结与展望

01

缺血性脑卒中概述

缺血性脑卒中是由于脑组织局部血液供应障碍,导致脑组织缺血缺氧而发生坏死,进而产生临床上对应的神经功能缺失表现。

定义

主要包括动脉粥样硬化、血栓形成、栓塞等,导致脑血管狭窄或闭塞,使脑组织发生缺血缺氧性坏死。

发病机制

根据缺血程度及脑组织受损部位不同,临床表现各异,常见症状包括偏瘫、失语、感觉障碍、共济失调等。

主要包括病史询问、体格检查、影像学检查(如CT、MRI等)及实验室检查等。

诊断方法

临床表现

包括溶栓治疗、抗血小板治疗、抗凝治疗、降纤治疗、神经保护治疗及外科治疗等。治疗需根据患者病情及具体情况制定个体化方案。

治疗方法

预后评估主要依据患者神经功能缺损程度、生活自理能力及并发症等情况进行。通过积极有效的治疗,部分患者可恢复良好,但仍有部分患者遗留不同程度的后遗症。

预后评估

02

外周血差异miRNA挖掘

miRNA在生物体内具有广泛的生物学功能,包括细胞增殖、分化、凋亡、代谢以及免疫应答等。

在缺血性脑卒中发生发展过程中,miRNA可能扮演着重要角色,通过调控相关基因表达来影响疾病进程。

miRNA是一类内源性非编码RNA,长度约为22个核苷酸,通过与靶mRNA的3UTR结合来调控基因表达。

基于高通量测序技术,对外周血样本进行miRNA表达谱测序。

通过生物信息学方法,对测序数据进行质量控制、序列比对和表达量计算。

利用统计学方法,比较缺血性脑卒中患者与健康对照者外周血中miRNA的表达差异,筛选出具有显著差异的miRNA。

01

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02

收集缺血性脑卒中患者和健康对照者的外周血样本,并进行总RNA提取。

构建miRNA文库,进行高通量测序,获得原始测序数据。

对原始测序数据进行质量控制,包括去除低质量序列、接头序列等。

将高质量序列与参考基因组进行比对,计算每个miRNA的表达量。

对表达量数据进行归一化处理,消除样本间的批次效应和技术差异。

利用统计学方法比较两组样本间miRNA的表达差异,筛选出显著差异表达的miRNA。

对筛选出的显著差异表达的miRNA进行生物信息学分析,包括靶基因预测、功能注释和富集分析等。

利用可视化工具将分析结果进行展示,包括火山图、聚类热图、散点图等。

对分析结果进行解读和讨论,探讨缺血性脑卒中外周血差异miRNA的潜在生物学意义和临床应用价值。

03

生物信息学分析方法

基因表达谱芯片技术原理

01

利用基因芯片检测细胞或组织中基因的表达水平,通过比较不同样本间的表达差异,筛选与缺血性脑卒中相关的miRNA。

芯片类型与选择

02

根据研究目的和样本类型选择合适的基因表达谱芯片,如人类全基因组miRNA芯片、定制miRNA芯片等。

数据处理与分析

03

对芯片数据进行预处理、标准化、差异表达分析等,挖掘与缺血性脑卒中相关的miRNA,并进行后续验证。

高通量测序技术原理

利用新一代测序技术对样本中的miRNA进行高通量测序,获得大量序列信息,通过生物信息学分析筛选与缺血性脑卒中相关的miRNA。

测序平台与选择

根据研究需求和经费预算选择合适的测序平台,如Illumina、BGISEQ等。

数据处理与分析

对测序数据进行质量控制、序列比对、表达量计算等,挖掘与缺血性脑卒中相关的miRNA,并进行后续验证。

收集已知miRNA的序列、注释、靶基因等信息,为缺血性脑卒中外周血差异miRNA的挖掘提供数据支持。

miRNA数据库

收录不同组织、不同生理病理状态下基因的表达数据,为缺血性脑卒中外周血差异miRNA的筛选提供参考。

基因表达数据库

整合疾病相关的基因、变异、通路等信息,为缺血性脑卒中的发病机制研究和治疗靶点筛选提供线索。

疾病数据库

数据分析流程

包括数据预处理、差异表达分析、靶基因预测、功能富集分析等步骤,以挖掘与缺血性脑卒中相关的miRNA并揭示其生物学功能。

数据分析工具

常用的数据分析工具包括R语言、Bioconductor、DAVID等,这些工具可以帮助研究者进行高效、准确的数据分析。

04

缺血性脑卒中外周血差异miRNA功能研究

靶基因预测算法

利用生物信息学方法,如TargetScan、miRDB等,预测差异miRNA的靶基因。

荧光素酶报告基因实验

构建含有靶基因3UTR的荧光素酶报告基因质粒,与miRNA共转染细胞,检测荧光素酶活性变化,验证miRNA与靶基因的相互作用。

qPCR验证

在缺血性脑卒中患者外周血样本中,检测预测靶基

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