本文選題：尼古丁 + 基因優(yōu)選��； 參考：《天津醫(yī)科大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：研究目的:尼古丁對中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周神經(jīng)系統(tǒng)都有顯著的影響。長期的接觸尼古丁,會使人們對其產(chǎn)生依賴,即尼古丁成癮。在過去的幾十年里,通過多種方法,人們挖掘出了越來越多的可能與尼古丁成癮相關(guān)的基因。然而,尼古丁成癮的真正的分子機理在很大程度上仍然是未知的。所以,對尼古丁成癮的候選基因進(jìn)行優(yōu)選,以便得到一部分基因進(jìn)行進(jìn)一步的研究就顯得尤為重要。研究方法:在本研究中,我們展示了一種基于多維數(shù)據(jù)來源的基因優(yōu)選方法,并利用這種方法對尼古丁成癮的候選基因進(jìn)行了篩選。在我們的方法中,我們首先收集關(guān)于尼古丁成癮的四方面研究,包括遺傳關(guān)聯(lián)分析、遺傳連鎖分析、高通量基因和蛋白質(zhì)表達(dá)分析和單個基因或蛋白質(zhì)的文獻(xiàn)研究;隨后,根據(jù)這些研究所包含的信息量,我們對它們分別賦予不同的權(quán)重,并根據(jù)這些權(quán)重和基因所處的研究對每個基因進(jìn)行打分;根據(jù)基因的得分和我們設(shè)定的閾值,最終得到與尼古丁成癮相關(guān)的誘發(fā)基因。并且,利用Topp Gene數(shù)據(jù)庫,我們對得到的誘發(fā)基因進(jìn)行了功能富集分析,得到了這些基因所富集生物過程。利用Ingenuity Pathway Analysis通路分析工具,對誘發(fā)基因進(jìn)行通路分析,得到這些基因所富集的信號通路。除此之外,我們還提出了一種基于基因之間功能相似性來篩選尼古丁成癮誘發(fā)基因的方法。在此方法中,我們首先篩選人類基因組中被Gene Ontology(GO)的三個分類,即Biological Process(BP)ontology terms,Molecular Function(MF)ontology terms,Cellular Component(CC)ontology terms所標(biāo)注的基因。隨后,以一組由實驗證實與尼古丁成癮相關(guān)的基因(已知基因)和標(biāo)注這些基因的GO信息為訓(xùn)練集,通過蒙特卡洛算法獲得進(jìn)行誘發(fā)基因篩選的閾值,對人類基因組中可能與尼古丁成癮相關(guān)的基因進(jìn)行篩選。我們進(jìn)一步利用Database for Annotation,Visualization,and Integrated Discovery(DAVID)等工具對這些基因的功能和相互作用進(jìn)行了分析。研究結(jié)果:在基于多維來源的基因優(yōu)選的方法中,我們得到的遺傳關(guān)聯(lián)分析、遺傳連鎖分析、高通量基因和蛋白質(zhì)表達(dá)分析和單個基因或蛋白質(zhì)的文獻(xiàn)研究這四方面信息來源的權(quán)重分別為0.403、0.129、0.203和0.265。以0.665和0.598為閾值,我們分別得到了220個和580個與尼古丁成癮相關(guān)的誘發(fā)基因。前220個誘發(fā)基因所涉及的生物過程主要與細(xì)胞間的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、突觸信號傳遞、機體對含氧化合物的反應(yīng)、神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)等有關(guān);同時,環(huán)磷酸腺苷介導(dǎo)信號、鈣離子信號、G蛋白偶聯(lián)受體信號、多巴胺受體信號、GABA受體信號等信號通路在前220個基因中也是富集的。這些生物過程都是被研究過的與尼古丁成癮、酒精成癮等神經(jīng)系統(tǒng)性疾病密切相關(guān)的,這也證明了我們此方法的可靠性,這些基因可以用來進(jìn)一步的去研究它們與尼古丁成癮的關(guān)系。在基于基因之間的功能相似性篩選尼古丁成癮的候選基因的方法中,我們首先得到了NCBI Gene數(shù)據(jù)庫中收錄的37545個基因;其次,在這些基因中篩選出來17435個至少被BP ontology terms或者被MF ontology terms標(biāo)注的基因;最后,在這些基因中我們得到了200個尼古丁成癮的誘發(fā)基因。這些誘發(fā)基因的通路分析表明這些基因主要富集于與成癮和神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)的通路中。研究結(jié)論:我們的研究提出了了一種基于多維來源對尼古丁成癮的候選基因進(jìn)行優(yōu)選的方法和基于基因之間功能的相似性對尼古丁成癮的候選基因進(jìn)行優(yōu)選的方法,利用這兩種方法,我們得到了兩組尼古丁成癮的誘發(fā)基因。由于這兩種方法用到的信息是不一樣的,所以這兩種方法是互補的,它們的結(jié)合能夠很好篩選得到尼古丁成癮的誘發(fā)基因,更合理的解釋尼古丁成癮的分子機制。而且,通過對得到的兩組誘發(fā)基因的功能富集分析和通路分析,我們發(fā)現(xiàn)這些基因所富集的功能大部分都是與尼古丁成癮、酒精成癮及其他神經(jīng)系統(tǒng)性疾病相關(guān)的。這說明我們的研究具有較好的可重復(fù)性,除了尼古丁成癮之外,還可以應(yīng)用到其他神經(jīng)系統(tǒng)性疾病的基因優(yōu)選當(dāng)中。
[Abstract]:In this study , we first screened four aspects of nicotine addiction , including genetic association analysis , genetic linkage analysis , high - throughput gene and protein expression analysis and a single gene or protein literature study . Genetic linkage analysis , genetic linkage analysis , high - throughput gene and protein expression analysis and literature study of single gene or protein were found to be related to nicotine addiction .
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R749.6

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