本文關(guān)鍵詞：基于RNA-Seq的卵巢癌鉑類敏感和耐藥性IncRNAs的系統(tǒng)識(shí)別及其差異表達(dá)分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：長(zhǎng)鏈非編碼RNAs (Long non-coding RNAs, lncRNAs),是轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度在200nt-100kb之間,存在于核內(nèi)或胞漿內(nèi),它們本身并不編碼蛋白或很少有編碼蛋白質(zhì)的功能。但越來(lái)越多的證據(jù)表明,lncRNAs與癌癥的發(fā)生存在密切的聯(lián)系,且在正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中存在差異表達(dá)。異常表達(dá)的lncRNAs可能在腫瘤發(fā)生中起著重要的作用。有的lncRNAs可以促進(jìn)癌變,使其在卵巢癌中高度表達(dá)；有的lncRNAs可以抑制腫瘤,使其受到抑制。卵巢癌(Ovarian cancer)作為一種惡性腫瘤,生長(zhǎng)迅速,易擴(kuò)散。但通過(guò)積極的手術(shù)治療及鉑類為基礎(chǔ)的聯(lián)合化療,60%～80%的患者在一線治療后能獲得臨床完全緩解。而鉑類敏感性的不同成為選擇挽救治療的重要參考依據(jù),在臨床應(yīng)用中顯示出越來(lái)越大的作用。本研究基于二代轉(zhuǎn)錄組測(cè)序(RNA sequencing,RNA-Seq)的卵巢癌鉑類敏感和耐藥數(shù)據(jù),通過(guò)生物信息學(xué)方法,系統(tǒng)識(shí)別出卵巢癌鉑類敏感和耐藥lncRNAs,并對(duì)其差異表達(dá)及其相關(guān)功能進(jìn)行研究,主要研究?jī)?nèi)容如下：1)從ArrayExpress數(shù)據(jù)庫(kù)中下載基于Immila平臺(tái)的RNA-Seq雙端、在卵巢癌鉑類敏感和耐藥條件下的12個(gè)樣品數(shù)據(jù)。應(yīng)用FastQC、 FASTX-Toolkit以及Kmer直方圖方法對(duì)并對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估；同時(shí)根據(jù)本研究?jī)?nèi)容數(shù)據(jù)的特點(diǎn),制定了一個(gè)合理的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法。2)在對(duì)讀段預(yù)處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組重建,包括轉(zhuǎn)錄組映射(Mapping)和裝配(Assembly)。先使用tophat2進(jìn)行讀段映射,結(jié)果讀段映射到基因組上的比率在93.6%-94.4%,讀段雙端完全映射上的比率在79.20%～83.6%；然后使用Cufflinks對(duì)映射上的讀段進(jìn)行裝配,結(jié)果裝配出了124,361個(gè)轉(zhuǎn)錄本,分布在78,900個(gè)不同的Loci：位點(diǎn))上。3)提出了一種系統(tǒng)識(shí)別卵巢癌鉑類敏感和耐藥lncRNAs的方法。首先通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)錄本的長(zhǎng)度、外顯子數(shù)量和最大讀段覆蓋度等對(duì)編碼轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行過(guò)濾；然后通過(guò)使用UCSC、RefSeq、Ensembl以及Encode4等數(shù)據(jù)庫(kù)注釋來(lái)濾除掉編碼蛋白轉(zhuǎn)錄本；在此基礎(chǔ)上使用編碼潛能工具對(duì)剩下的轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行編碼潛能預(yù)測(cè),剩下的非編碼轉(zhuǎn)錄本成為候選lncRNAs轉(zhuǎn)錄本；最后對(duì)候選的lncRNAs轉(zhuǎn)錄本,使用HMMER-3對(duì)其蛋白域進(jìn)行估計(jì),從而得到潛在的lncRNAs轉(zhuǎn)錄本,并從中鑒定出卵巢癌鉑類敏感和耐藥lncRNAs共1,325個(gè),其中已知的1,162個(gè)和新的163個(gè)。4)對(duì)識(shí)別出的卵巢癌鉑類敏感和耐藥lncRNAs進(jìn)行差異表達(dá)分析研究。通過(guò)分析,有46個(gè)lncRNAs具有明顯的差異表達(dá)(fold change≥2),包括6個(gè)新的lncRNAs和40個(gè)已知的lncRNAs;為了更進(jìn)一步分析差異表達(dá)的卵巢癌敏感和耐藥lncRNAs的功能,我們分別對(duì)其進(jìn)行了GO富集分析和通路(Pathway)分析。通過(guò)對(duì)lncRNAs的GO功能富集分析,結(jié)果顯示,差異表達(dá)的lncRNAs與bingding(organic cyclic compound binding、ion binding等)、子宮內(nèi)發(fā)育以及免疫進(jìn)程等相關(guān)；通過(guò)對(duì)lncRNAs的Pathway分析,結(jié)果顯示主要影響通路有核苷酸代謝、鈣離子信號(hào)通路、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、次級(jí)代謝生物學(xué)合成以及癌癥中轉(zhuǎn)錄失調(diào)等相關(guān)。5)對(duì)差異表達(dá)的lncRNAs,使用RT-PCR對(duì)其表達(dá)量進(jìn)行驗(yàn)證。為此,我們從中挑選出3個(gè)lncRNAs(2個(gè)來(lái)自于已知的lncRNAs,1個(gè)為新的lncRNAs),分別對(duì)其表達(dá)量進(jìn)行驗(yàn)證,通過(guò)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示表達(dá)量與分析結(jié)果相吻合。通過(guò)對(duì)以上的分析,確立了一種系統(tǒng)識(shí)別卵巢癌鉑類敏感和耐藥lncRNAs的方法,通過(guò)對(duì)顯著差異表達(dá)的lncRNAs功能初步分析,明確了lncRNAs與bingding、子宮內(nèi)發(fā)育以及免疫進(jìn)程、癌癥中轉(zhuǎn)錄失調(diào)等相關(guān)。對(duì)于顯著差異表達(dá)的lncRNAs,未來(lái)如能通過(guò)不同的研究機(jī)構(gòu)通過(guò)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效驗(yàn)證,則可以作為臨床診斷卵巢癌耐藥的分子標(biāo)志物。
【關(guān)鍵詞】：卵巢癌 長(zhǎng)鏈非編碼RNAs 生物信息學(xué) 鉑類敏感和耐藥 差異表達(dá) 二代轉(zhuǎn)錄組測(cè)序
【學(xué)位授予單位】：重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R737.31
【目錄】：

• 英漢縮略語(yǔ)名詞對(duì)照6-7
• 中文摘要7-10
• 英文摘要10-14
• 前言14-18
• 參考文獻(xiàn)16-18
• 第一章 基于RNA-SEQ的卵巢癌鉑類敏感和耐藥數(shù)據(jù)的獲取和預(yù)處理18-34
• 1 數(shù)據(jù)與方法18-25
• 1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源18-19
• 1.2 軟件與硬件環(huán)境19-20
• 1.3 基于RNA-Seq的卵巢癌鉑類敏感和耐藥數(shù)據(jù)的評(píng)估與質(zhì)量預(yù)處理20-25
• 1.3.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估20-22
• 1.3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理22-25
• 2 結(jié)果與分析25-30
• 2.1 評(píng)估讀段數(shù)據(jù)質(zhì)量25-28
• 2.1.1 使用FASTQC進(jìn)行質(zhì)量控制情況25-26
• 2.1.2 使用FASTX-toolkit進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估情況26-27
• 2.1.3 使用jellyfish工具進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估情況27-28
• 2.2 質(zhì)量預(yù)處理情況28-30
• 3 討論30-32
• 3.1 讀段數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估情況30-31
• 3.2 質(zhì)量預(yù)處理情況31-32
• 參考文獻(xiàn)32-34
• 第二章 基于RNA-SEQ的卵巢癌鉑類敏感和耐藥性LNCRNAS的系統(tǒng)識(shí)別34-63
• 1 數(shù)據(jù)與方法34-42
• 1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源34
• 1.2 操作系統(tǒng)及編程語(yǔ)言34
• 1.3 數(shù)據(jù)分析軟件34-36
• 1.4 轉(zhuǎn)錄組重建36-37
• 1.4.1 讀段映射36
• 1.4.2 讀段裝配36-37
• 1.5 卵巢癌敏感和耐藥性lncRNAs的系統(tǒng)識(shí)別37-42
• 1.5.1 獲取轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度和外顯子數(shù)量38-39
• 1.5.2 估計(jì)轉(zhuǎn)錄本覆蓋度39
• 1.5.3 濾除已知的非lncRNAs注釋39-41
• 1.5.4 轉(zhuǎn)錄本的編碼潛能預(yù)測(cè)41
• 1.5.5 估計(jì)轉(zhuǎn)錄本的蛋白域41-42
• 1.5.6 敏感和耐藥lncRNAs的鑒定42
• 2 結(jié)果與分析42-57
• 2.1 讀段映射情況42-44
• 2.2 讀段裝配情況44
• 2.3 轉(zhuǎn)錄本分類情況44-46
• 2.4 lncRNAs的識(shí)別流程46-57
• 2.4.1 轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度和外顯子數(shù)量的過(guò)濾46
• 2.4.2 估計(jì)轉(zhuǎn)錄本讀段覆蓋度46
• 2.4.3 濾除已知的非IncRNAs注釋46-47
• 2.4.4 預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)錄本的編碼潛能47-48
• 2.4.5 估計(jì)轉(zhuǎn)錄本的蛋白域48-49
• 2.4.6 lncRNAs的鑒定49-55
• 2.4.7 lncRNAs的特征55-57
• 3 討論57-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 第三章 基于RNA-SEQ的卵巢癌鉑類敏感和耐藥性LNCRNAS的差異表達(dá)分析63-88
• 1 數(shù)據(jù)與方法63-69
• 1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源63
• 1.2 操作系統(tǒng)及編程語(yǔ)言63
• 1.3 數(shù)據(jù)分析軟件63
• 1.4 基于RNA-Seq的lncRNAs差異表達(dá)分析方法63-69
• 1.4.1 對(duì)讀段進(jìn)行歸一化64-65
• 1.4.2 lncRNAs基因的差異表達(dá)分析方法65-66
• 1.4.3 差異lncRNAs的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析66-67
• 1.4.4 lncRNAs的GO富集分析67
• 1.4.5 lncRNAs的Pathway富集通路分析67-68
• 1.4.6 RT-PCR實(shí)驗(yàn)68-69
• 2 結(jié)果與分析69-84
• 2.1 卵巢癌敏感和耐藥lncRNAs的差異表達(dá)情況69-71
• 2.2 編碼蛋白基因和lncRNAs的差異表達(dá)情況71-76
• 2.3 lncRNAs的GO富集分析結(jié)果76-81
• 2.4 lncRNAs的Pathway富集通路分析結(jié)果81-82
• 2.5 RT-PCR驗(yàn)證結(jié)果82-84
• 3 討論84-86
• 參考文獻(xiàn)86-88
• 文獻(xiàn)綜述88-99
• 參考文獻(xiàn)95-99
• 全文總結(jié)99-100
• 本課題的創(chuàng)新點(diǎn)100-101
• 致謝101-102
• 攻讀學(xué)位期間已發(fā)表論文情況102

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4 王sコ，

本文編號(hào)：254561