基于空间转录组技术的芪珀生脉组合物改善房颤心肌纤维化的分析装置、方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及基于空间转录组技术的芪珀生脉组合物改善房颤心肌纤维化的分析装置和方法，包括空间转录模块、表达变化差异基因筛选模块、降维处理模块、聚类分析模块、聚类差异基因集筛选模块、主要差异类群筛选模块和分析模块；采用空间转录组技术对正常组、模型组、芪珀生脉组动物心肌组织切片进行空间转录测序，利用空间转录测序数据进行后续分析，筛选高度变异基因、降维、聚类处理，对每个聚类的差异基因进行富集分析，比较富集分析结果，得到主要差异聚类，最后对主要差异聚类的特征差异基因在进行富集分析。利用本发明专利技术装置分析芪珀生脉药物干预、治疗房颤心肌纤维化的关键特征基因及相关分子信号通路，为更好地了解药物干预、治疗房颤提供了有效的分子理论基础和理论支持。疗房颤提供了有效的分子理论基础和理论支持。

【技术实现步骤摘要】
基于空间转录组技术的芪珀生脉组合物改善房颤心肌纤维化的分析装置、方法


[0001]本专利技术属于中医内科学与生物信息
，涉及一种利用空间转录组技术分析药物改善、干预房颤心房肌纤维化的分析方法和装置。

技术介绍

[0002]复杂的异质组织由多种细胞类型和空间组成。对这些复杂的异质组织的研究，需要有能够评估基因表达谱以及多种细胞类型和状态的空间组织的工具。在细胞和分子水平上对组织的正式分析提供了生物学信息，同时保留了组织和细胞微环境的组织。
[0003]转录组分析中没有组织解离偏向性，因为组织是完整的，并可以确定异质组织中的细胞类型。来自10X公司的Visium空间基因表达解决方案，提供了分析空间整体转录组的方法。通过将总mRNA基因表达数据与形态H&E染色的图像相叠加，利用Visium，研究人员可以从整个组织切片和各种各样的样本类型中获得整个转录组高通量基因表达分析结果。该解决方案使研究人员能够揭示正常和患病组织的生物学结构，并发现新的组织生物标志物；而且，通过使用现有的实验室设备和组织分析工具，可以轻松地将visi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于空间转录组技术的芪珀生脉组合物改善房颤心肌纤维化的分析装置，其特征是，包括：表达变化差异基因筛选模块，用于对正常组、房颤模型组、芪珀生脉给药组动物心肌组织切片样本的空间转录数据进行标准化处理，并通过vst算法对标准化处理后的数据进行高度变异基因筛选，得到表达变化差异从高到低的表达变化差异基因集；降维处理模块，用于对正常组、模型组、芪珀生脉组样本中筛选获得的表达变化差异基因集进行标准化处理后的数据采用PCA方法进行线性降维处理，获得PCA降维数据；然后采用T
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SNE的非线性降维算法对PCA降维数据进行非线性降维处理，获得T
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SNE降维数据；聚类分析模块，用于对降维处理数据采用SNN聚类算法进行聚类分析处理，获得正常组、模型组、芪珀生脉组样本的表达变化差异基因聚类亚群；聚类差异基因集筛选模块，用于采用Seurat软件的wilcox秩和检验分别对正常组、房颤模型组、芪珀生脉组样本的每个聚类亚群的基因与对应组的组织样本的其他所有聚类亚群的基因进行差异比较，筛选获得每个聚类的差异基因集；主要差异类群筛选模块，用于采用R语言ClusterProfiler包分别对正常组、模型组、芪珀生脉组样本的每个聚类的聚类差异基因集进行差异基因富集分析，并将正常组与模型组、芪珀生脉组的富集分析结果进行比较，筛选获得主要差异类群；主要差异类群分析模块，用于对芪珀生脉组的主要差异类群与模型组的主要差异类群的特征差异基因集进行差异基因功能富集分析，获得芪珀生脉组合物干预并改善房颤心肌纤维化的差异基因的相关生物学过程和信号通路。2.如权利要求1所述的分析装置，其特征是，还包括空间转录模块，用于采用空间转录组技术分别对正常组、房颤模型组、芪珀生脉给药组动物的心房肌组织切片样本进行空间转录测序处理，获得正常组、模型组、芪珀生脉组动物样本的空间转录数据。3.如权利要求1或2所述的分析装置，其特征是，所述聚类分析模块对正常组样本的表达变化差异基因聚为3个cluster(聚类亚群)；模型组样本的表达变化差异基因聚为4个cluster；芪珀生脉给药组样本的表达变化差异基因聚为4个cluster。4.如权利要求1或2所述的分析装置，其特征是，所述聚类差异基因集筛选模块中的差异比较的标准为Fold Change≥2且q
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value<0.1，即筛选Fold Change≥2且q
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value<0.1的基因即为特征表达差异变化大的基因。5.如权利要求1或2所述的分析装置，其特征是，所述主要差异类群筛选模块具体用于：采用R语言ClusterProfiler包分别对正常组、模型组、芪珀生脉给药组样本的每个聚类的聚类差异基因集进行生物学过程富集分析(即GO注释系统的生物学过程分析Biological Process(BP分析))，并将正常组与模型组、芪珀生脉给药组的生物学过程富集分析结果进行比较，筛选获得主要差异类群。6.如权利要求1或2所述的分析装置，其特征是，所述主要差异类群分析模块分析的主要差异类群的特征差异基因集为Nppa，Myl7，Myl4，Apoe，Bgn，Reg3b，Ftl1，Col1a1，Mgp。7.如权利要求1或2所述的分析装置，其特征是，所述主要差异类群分析模块具体用于：对芪珀生脉给药组的主要差异类群的芪珀生脉组合物干预、改善房颤心肌纤维化的特征差异基因集进行差异基因富集分析，即对芪珀生脉组的主要差异类群与模型组的主要差异类群的特征差异基因进行生物学过程富集分析(即GO注释系统的生物学过程分析
Biological Process(BP分析))，获得芪珀生脉组合物干预并改善房颤心肌纤维化涉及衰老，胶原纤维组织，对机械刺激的反应，对肽激素的反应，血管生成的正调控，对硒离子的反应，细胞粘附，细胞外基质组织等生物学过程；对芪珀生脉给药组的主要差异类群的芪珀生脉组合物改善房颤心肌纤维化的特征差异基因集进行KEGG pathway分析，对芪珀生脉组的主要差异类群与模型组的主要差异类群的特征差异基因集进行KEGG pathwa...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡元会，褚瑜光，石晶晶，石树青，刘起华，王彦云，
申请(专利权)人：中国中医科学院广安门医院，
类型：发明
国别省市：