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基于转录调控网络预测肺鳞癌风险通路

中华肿瘤防治杂志 2017年第24期24卷 1693-1699页

作者：袁林栋赵培革贾晓东刘姝梅张新陈娟杨大伟俞博王凤强孙立红王焱赵宁宁聊城市人民医院呼吸内科山东聊城252000 聊城市人民医院转化医学实验室山东聊城252000 聊城市人民医院分子生物学实验室山东聊城252000

目的肺鳞癌又称肺鳞状细胞癌,是发病率和致死率非常高的一种恶性肿瘤。肺鳞癌的病因尚不明确,本研究结合肿瘤基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)肺鳞癌样本转录组数据,构建转录调控网络,采用广度优先搜索算法,识别肺鳞癌风险通路... 详细信息

目的肺鳞癌又称肺鳞状细胞癌,是发病率和致死率非常高的一种恶性肿瘤。肺鳞癌的病因尚不明确,本研究结合肿瘤基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)肺鳞癌样本转录组数据,构建转录调控网络,采用广度优先搜索算法,识别肺鳞癌风险通路,探究肺鳞癌的发病机制。方法整合8个公共数据库资源,得到转录因子(transcription factor,TF)、长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)、微小RNA(microRNA,miRNA)和基因(Gene)候选调控关系数据。然后从TCGA数据库下载肺鳞癌样本TF、lncRNA、miRNA和Gene的表达谱数据,计算候选调控关系的斯皮尔曼相关系数,构建肺鳞癌相关的转录调控网络。采用广度优先搜索算法,以每个入度为0的点作为起始节点,识别调控网络中的级联调控通路。同时,从疾病数据库中下载肺癌相关的TF、lncRNA、miRNA和Gene,对得到的级联调控链进行疾病注释,疾病注释率高的调控链被认为是肺鳞癌风险通路。结果整合8个数据库候选调控关系,包括TF对lncRNA、miRNA、Gene调控,lncRNA对TF、Gene调控以及miRNA对TF、lncRNA、Gene调控,共得到21 597对调控关系。结合TCGA中肺鳞癌样本的表达数据,在P风险通路。最后,结合识别的风险通路和小分子药物与miRNA关系数据库,得到9种治疗肺鳞癌的候选药物。结论通过构建肺鳞癌相关转录调控网络,采用广度优先算法,可以识别肺鳞癌风险通路,为解释肺鳞癌的发病机制和预测治疗药物提供帮助。

关键词：肺鳞癌转录调控网络广度优先算法风险通路治疗药物

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青光眼疾病风险通路识别及功能分析

国际遗传学杂志 2014年第1期37卷 13-17页

作者：彭勃张云鹏哈尔滨医科大学附属第一医院眼科二病房哈尔滨医科大学生物信息学院

目的青光眼是一种复杂的严重危害视力的常见眼病。青光眼具有特征性的临床表现为眼压升高,眼底视乳头改变,视野缺损和视力障碍。本文采用信息学方法对从基因表达库(GEO)得到的青光眼相关基因表达谱进行分析,识别青光眼疾病风险通路,并... 详细信息

目的青光眼是一种复杂的严重危害视力的常见眼病。青光眼具有特征性的临床表现为眼压升高,眼底视乳头改变,视野缺损和视力障碍。本文采用信息学方法对从基因表达库(GEO)得到的青光眼相关基因表达谱进行分析,识别青光眼疾病风险通路,并且对关键治病基因进行功能分析。从分子层面研究青光眼的致病机制,进而提高临床诊断率。方法获取GSE2378-GPL8300基因表达谱数据,有13个样本(7个疾病样本,6个正常样本),8813个基因,所有样本均来源于美国国立生物技术信息中心(NCBI)旗下的基因表达库。采用生物信息学方法(折叠率方法、基因功能富集分析方法、风险通路识别方法等)进行数据分析,进而进行青光眼分子层面的致病机制的研究。结果基因是FGF7、ADH1 A、MMP1和GPR116在疾病组和正常组差异具有统计学意义(P值分别为0.004、0.001、0.045、0.022),差异基因显著富集的功能有损伤应答、炎性反应、脉管系统发育、酶联受体蛋白信号通路、细胞黏附、生物黏附、血管发育和钙介导信号调节等,同时,识别了差异基因显著富集的生物学通路:补体级联通路、糖酵解/糖质新生、酪氨酸代谢、组氨酸代谢、调节肌动蛋白细胞骨架。结论基于基因表达谱识别疾病风险基因、风险通路,分析风险基因、风险通路的功能对临床诊断和治疗有重要意义。

关键词：青光眼功能富集分析识别风险通路

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癌症风险通路识别方法概述

电脑编程技巧与维护 2015年第8期 88-89,110页

作者：马俊强郑文辉宁梓淯李春权哈尔滨医科大学(大庆)医学信息学系黑龙江大庆163319

就识别癌症风险通路的方法加以综述,对该领域中仍未解决的问题,风险通路作为癌症预测标志的研究前景进行浅显的论述。可以预见,以风险通路作为判别癌症和癌症亚型的标志,将成为未来的一种研究趋势。

关键词：统计聚类功能富集特征提取风险通路

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2型糖尿病家族史风险通路识别及功能分析

诊断学理论与实践 2016年第5期15卷 477-481页

作者：王巍吴丽苹赵咏桔曹久妹上海交通大学医学院附属瑞金医院老年病科上海200025

目的 :探讨2型糖尿病家族史与胰岛素抵抗间的关系,采用信息学方法对从基因表达库(Gene Expression Omnibus,GEO)获取的具有2型糖尿病家族史但自身血糖正常的研究对象进行相关基因表达谱分析,识别2型糖尿病疾病风险通路,并对关键基因产... 详细信息

目的 :探讨2型糖尿病家族史与胰岛素抵抗间的关系,采用信息学方法对从基因表达库(Gene Expression Omnibus,GEO)获取的具有2型糖尿病家族史但自身血糖正常的研究对象进行相关基因表达谱分析,识别2型糖尿病疾病风险通路,并对关键基因产物进行功能分析。方法:对美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)的综合性基因表达与杂交阵列数据库中26名有2型糖尿病家族史但自身血糖正常的研究对象和15名无糖尿病家族史的血糖正常的人群进行数据分析(GSE25462),运用Bergman微小模型技术结合静脉糖耐量试验评估胰岛素敏感指数,并对骨骼肌细胞基因表达谱芯片采用生物信息学方法(基因功能富集分析方法、风险通路识别方法等)进行数据分析,进而在分子层面进行2型糖尿病致病机制研究。结果:有2型糖尿病家族史但自身血糖正常的研究对象其胰岛素敏感性下降41%(P通路,分别是多能干细胞的造血功能、万能干细胞的造血功能、JAK1/3在c-细胞活素信号通路的作用、TOB在T细胞信号通路中的抗增殖作用、B细胞的发育。结论 :有2型糖尿病家族史但自身血糖正常的研究对象存在胰岛素抵抗,2型糖尿病的致病机制与造血干细胞功能及免疫状态有重要联系。

关键词：糖尿病,2型家族史风险通路功能富集分析

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利用miRNA发现疾病相关基因

利用miRNA发现疾病相关基因

作者：曹阳西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着研究者对疾病和基因之间关系的探讨性研究,两者间的关联逐渐为人们所认知,尤其相关技术的发展更是极大促进了研究的深入,比如基因测序技术。随着高通量测序技术的不断发展,研究者们可以获取更多更直接的编码和非编码物质在人类疾病... 详细信息

随着研究者对疾病和基因之间关系的探讨性研究,两者间的关联逐渐为人们所认知,尤其相关技术的发展更是极大促进了研究的深入,比如基因测序技术。随着高通量测序技术的不断发展,研究者们可以获取更多更直接的编码和非编码物质在人类疾病中表达的数据。由于调控人类发育的编码物质数量巨大,如当前基因样本数高达两万多维,随着维数的增加,获取关键基因的难度也随之增加。近年来关于基因和疾病之间的成果越来越多,研究者们发现众多种疾病间存在很多共性,比如某些基因在多种疾病中都有相似的表达,因此需要通过一定方法鉴别与多种疾病相关的基因,从而探讨基因之间的联系,研究更深层次的疾病网络问题,此背景下PanCancer项目应运而生,用于研究多种疾病间联系的问题。本文针对复杂疾病和基因之间的关系进行了研究,以PanCancer项目给出的数据为对象,基于miRNA和基因之间的靶定关系,提出了一种利用miRNA发现疾病相关基因的方法,避免了直接分析高维基因表达数据的不便。论文取得的创新性成果如下:1.提出了一种利用miRNA发现复杂疾病相关基因的方法,miTOm（miRN A TOmRNA）。miTOm通过分析低维的miRNA数据,再结合miRNA和基因间的靶定关系,进而发现复杂疾病的相关基因,可以避免直接分析高维的mRNA基因表达数据。2.将提出的方法用于PanCancer项目的数据分析。首先利用miTOm分析了PanCancer中的几种单一癌症的样本数据,接着对六种癌症样本合成的组合数据进行了共性分析,结果表明,miTOm方法可以甄别出复杂疾病的相关基因和风险通路。本文提出的miTOm的方法也可以扩展用于其他复杂疾病的分析,为复杂疾病的生物靶向治疗、生物药物研制、致病机理及风险预测提供借鉴。

关键词： miRNA PanCancer 致病基因基因表达复杂疾病风险通路