基于幾種生物分子網(wǎng)絡(luò)的卵巢癌預(yù)后生物標(biāo)志物的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-06 10:10
卵巢癌是一種常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤,同時(shí)也是最致命的女性疾病之一。由于潛在癥狀不明顯,且缺乏可靠的早期篩查方法,約70%卵巢癌患者被診斷時(shí)已為晚期。不同階段的卵巢癌患者生存率差異懸殊,晚期患者死亡率超過(guò)75%。因此,迫切需要尋找新型生物標(biāo)志物改善卵巢癌預(yù)后效果,提高患者個(gè)體化治療效率。本文基于幾種生物分子網(wǎng)絡(luò),如基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)、蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò),利用卵巢癌高通量數(shù)據(jù)構(gòu)建了預(yù)后相關(guān)生物網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫再|(zhì)和通路活性識(shí)別新型預(yù)后生物標(biāo)志物,同時(shí)建立可靠的預(yù)測(cè)模型。本文主要工作如下:(1)利用卵巢癌預(yù)后相關(guān)基因構(gòu)建基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò),鑒定預(yù)后生物標(biāo)志物并進(jìn)行生存率的預(yù)測(cè)。首先對(duì)TCGA(The Cancer Genome Atlas)數(shù)據(jù)庫(kù)下載的卵巢癌基因表達(dá)數(shù)據(jù)實(shí)施單因素回歸分析,利用得到的747個(gè)預(yù)后相關(guān)基因構(gòu)建卵巢癌預(yù)后加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)。其次,考慮網(wǎng)絡(luò)的生物學(xué)意義,利用蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)對(duì)共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)中的模塊重新加權(quán),并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中基因的拓?fù)渲匾詫?duì)基因進(jìn)行排序。最后,運(yùn)用Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的重要基因構(gòu)建卵巢癌預(yù)后模型,鑒定了3個(gè)預(yù)后生物標(biāo)志物。生存分析結(jié)果顯示,這3個(gè)標(biāo)志物能夠顯著區(qū)分...
【文章來(lái)源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:40 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
確定加權(quán)系數(shù)β
第二章卵巢癌基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)及預(yù)后標(biāo)志物的研究9一部分基因在先前研究中已被證實(shí)與卵巢癌預(yù)后相關(guān),如:KLK4[31](HR=1.385;95%CI=1.04~1.85;logrankP=0.027)、CXCL9[32](HR=0.897;95%CI=0.83~0.97;logrankP=0.0034)。2.2.2構(gòu)建的共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)模塊為使得構(gòu)建的共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)無(wú)尺度網(wǎng)絡(luò)分布,基于不同β條件下的log(k)與log(P(k))(k表示節(jié)點(diǎn)的連接度)的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)系數(shù)的選擇。根據(jù)無(wú)尺度網(wǎng)絡(luò)規(guī)則,加權(quán)系數(shù)β需滿足log(k)與log(P(k))呈負(fù)相關(guān),且相關(guān)系數(shù)越大,網(wǎng)絡(luò)的無(wú)尺度特征越顯著。最終選擇相關(guān)系數(shù)大于0.9時(shí),將共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)軟閾值β設(shè)置為3(圖2-1),此時(shí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度符合冪律分布,0.892R(圖2-2)。在選定軟閾值β=3后,將747個(gè)基因的相關(guān)性系數(shù)矩陣轉(zhuǎn)換為鄰接矩陣,進(jìn)而轉(zhuǎn)換為拓?fù)渲丿B矩陣,并運(yùn)用層次聚類(lèi)從中識(shí)別了一個(gè)預(yù)后模塊(圖2-3)。圖2-1確定加權(quán)系數(shù)β圖2-2無(wú)尺度網(wǎng)絡(luò)特性檢驗(yàn)
江南大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖2-3基因聚類(lèi)樹(shù)狀圖2.2.3重加權(quán)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治黾案患治鰧?duì)于基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)篩選得到的預(yù)后模塊,用模塊基因的蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)進(jìn)行重新加權(quán)。從STRING數(shù)據(jù)庫(kù)中下載得到了1154個(gè)模塊基因的PPI,融合PPI信息后得到預(yù)后模塊重加權(quán)共表達(dá)網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)共包含96個(gè)節(jié)點(diǎn)和1768條邊。進(jìn)一步地,對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浞治,?yàn)證RMPCEN的小世界網(wǎng)絡(luò)屬性。拓?fù)浞治霰砻鳎琑MPCEN聚類(lèi)系數(shù)為0.848,特征路徑長(zhǎng)度為1.614。同樣節(jié)點(diǎn)數(shù)和邊數(shù)的ER隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的平均聚類(lèi)系數(shù)為0.389,平均特征路徑長(zhǎng)度為1.610。與ER隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)相比,RMPCEN滿足公式(2.6)和公式(2.7),因此RMPCEN符合小世界網(wǎng)絡(luò)特性,其小世界指數(shù)為2.173。輸出RMPCEN中權(quán)重大于0.3的基因?qū),利用Cytoscape軟件[33]繪制了RMPCEN的權(quán)重網(wǎng)絡(luò)圖(圖2-4)。圖2-4預(yù)后模塊重加權(quán)共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)為了進(jìn)一步驗(yàn)證RMPCEN在卵巢癌中的潛在功能意義,對(duì)RMPCEN中的基因進(jìn)行生物學(xué)過(guò)程富集分析。富集分析表明,RMPCEN中包含的262個(gè)基因在387條GOterm
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]CGPS:A machine learning-based approach integrating multiple gene set analysis tools for better prioritization of biologically relevant pathways[J]. Chen Ai,Lei Kong. Journal of Genetics and Genomics. 2018(09)
[2]大數(shù)據(jù)背景下的生物信息學(xué)研究現(xiàn)狀[J]. 王俊,郭麗,吳建盛,湯麗華,胡棟. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[3]腫瘤標(biāo)志物預(yù)測(cè)卵巢癌預(yù)后的價(jià)值[J]. 蔡晶,王澤華. 中國(guó)實(shí)用婦科與產(chǎn)科雜志. 2015(03)
[4]Chemokine axes CXCL12/CXCR4 and CXCL16/CXCR6 correlate with lymph node metastasis in epithelial ovarian carcinoma[J]. Li Guo,Zhu-Mei Cui,Jia Zhang and Yu Huang Department of Gynecology,Affiliated Hospital of Qingdao Medical College,Qingdao,Shandong 266003,P.R.China.. 癌癥. 2011(05)
[5]可變剪接與疾病的生物信息學(xué)研究概況[J]. 王科俊,呂俊杰,馮偉興,王鑫. 生命科學(xué)研究. 2011(01)
[6]后基因組時(shí)代生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)[J]. 唐旭清,朱平. 生物信息學(xué). 2008(03)
[7]人類(lèi)基因組計(jì)劃與后基因組時(shí)代[J]. 駱建新,鄭崛村,馬用信,張思仲. 中國(guó)生物工程雜志. 2003(11)
[8]人類(lèi)基因組計(jì)劃現(xiàn)狀與展望[J]. 陳竺,黃薇,傅剛,韓澤廣,任雙喜,張蔚鴒. 自然雜志. 2000(03)
本文編號(hào):3066909
【文章來(lái)源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
確定加權(quán)系數(shù)β
第二章卵巢癌基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)及預(yù)后標(biāo)志物的研究9一部分基因在先前研究中已被證實(shí)與卵巢癌預(yù)后相關(guān),如:KLK4[31](HR=1.385;95%CI=1.04~1.85;logrankP=0.027)、CXCL9[32](HR=0.897;95%CI=0.83~0.97;logrankP=0.0034)。2.2.2構(gòu)建的共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)模塊為使得構(gòu)建的共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)無(wú)尺度網(wǎng)絡(luò)分布,基于不同β條件下的log(k)與log(P(k))(k表示節(jié)點(diǎn)的連接度)的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)系數(shù)的選擇。根據(jù)無(wú)尺度網(wǎng)絡(luò)規(guī)則,加權(quán)系數(shù)β需滿足log(k)與log(P(k))呈負(fù)相關(guān),且相關(guān)系數(shù)越大,網(wǎng)絡(luò)的無(wú)尺度特征越顯著。最終選擇相關(guān)系數(shù)大于0.9時(shí),將共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)軟閾值β設(shè)置為3(圖2-1),此時(shí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度符合冪律分布,0.892R(圖2-2)。在選定軟閾值β=3后,將747個(gè)基因的相關(guān)性系數(shù)矩陣轉(zhuǎn)換為鄰接矩陣,進(jìn)而轉(zhuǎn)換為拓?fù)渲丿B矩陣,并運(yùn)用層次聚類(lèi)從中識(shí)別了一個(gè)預(yù)后模塊(圖2-3)。圖2-1確定加權(quán)系數(shù)β圖2-2無(wú)尺度網(wǎng)絡(luò)特性檢驗(yàn)
江南大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖2-3基因聚類(lèi)樹(shù)狀圖2.2.3重加權(quán)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治黾案患治鰧?duì)于基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)篩選得到的預(yù)后模塊,用模塊基因的蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)進(jìn)行重新加權(quán)。從STRING數(shù)據(jù)庫(kù)中下載得到了1154個(gè)模塊基因的PPI,融合PPI信息后得到預(yù)后模塊重加權(quán)共表達(dá)網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)共包含96個(gè)節(jié)點(diǎn)和1768條邊。進(jìn)一步地,對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浞治,?yàn)證RMPCEN的小世界網(wǎng)絡(luò)屬性。拓?fù)浞治霰砻鳎琑MPCEN聚類(lèi)系數(shù)為0.848,特征路徑長(zhǎng)度為1.614。同樣節(jié)點(diǎn)數(shù)和邊數(shù)的ER隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的平均聚類(lèi)系數(shù)為0.389,平均特征路徑長(zhǎng)度為1.610。與ER隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)相比,RMPCEN滿足公式(2.6)和公式(2.7),因此RMPCEN符合小世界網(wǎng)絡(luò)特性,其小世界指數(shù)為2.173。輸出RMPCEN中權(quán)重大于0.3的基因?qū),利用Cytoscape軟件[33]繪制了RMPCEN的權(quán)重網(wǎng)絡(luò)圖(圖2-4)。圖2-4預(yù)后模塊重加權(quán)共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)為了進(jìn)一步驗(yàn)證RMPCEN在卵巢癌中的潛在功能意義,對(duì)RMPCEN中的基因進(jìn)行生物學(xué)過(guò)程富集分析。富集分析表明,RMPCEN中包含的262個(gè)基因在387條GOterm
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]CGPS:A machine learning-based approach integrating multiple gene set analysis tools for better prioritization of biologically relevant pathways[J]. Chen Ai,Lei Kong. Journal of Genetics and Genomics. 2018(09)
[2]大數(shù)據(jù)背景下的生物信息學(xué)研究現(xiàn)狀[J]. 王俊,郭麗,吳建盛,湯麗華,胡棟. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[3]腫瘤標(biāo)志物預(yù)測(cè)卵巢癌預(yù)后的價(jià)值[J]. 蔡晶,王澤華. 中國(guó)實(shí)用婦科與產(chǎn)科雜志. 2015(03)
[4]Chemokine axes CXCL12/CXCR4 and CXCL16/CXCR6 correlate with lymph node metastasis in epithelial ovarian carcinoma[J]. Li Guo,Zhu-Mei Cui,Jia Zhang and Yu Huang Department of Gynecology,Affiliated Hospital of Qingdao Medical College,Qingdao,Shandong 266003,P.R.China.. 癌癥. 2011(05)
[5]可變剪接與疾病的生物信息學(xué)研究概況[J]. 王科俊,呂俊杰,馮偉興,王鑫. 生命科學(xué)研究. 2011(01)
[6]后基因組時(shí)代生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)[J]. 唐旭清,朱平. 生物信息學(xué). 2008(03)
[7]人類(lèi)基因組計(jì)劃與后基因組時(shí)代[J]. 駱建新,鄭崛村,馬用信,張思仲. 中國(guó)生物工程雜志. 2003(11)
[8]人類(lèi)基因組計(jì)劃現(xiàn)狀與展望[J]. 陳竺,黃薇,傅剛,韓澤廣,任雙喜,張蔚鴒. 自然雜志. 2000(03)
本文編號(hào):3066909
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