【摘要】：復(fù)雜疾病的致病機(jī)理并不是無規(guī)律可尋,看似不同的兩種疾病可能具有相同的癥狀或者相似的致病基因。通過對復(fù)雜疾病間相關(guān)模式的研究,可以深入理解疾病的致病機(jī)理,并且這些模式也可以為藥物重定位提供重要依據(jù)。傳統(tǒng)對復(fù)雜疾病相關(guān)模式的研究多集中于單一方面,如僅從蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(protein-protein interaction)網(wǎng)絡(luò)的角度考慮兩種疾病之間的相關(guān)關(guān)系。然而,疾病的其它特征如疾病的癥狀、基因的功能等也是衡量兩種疾病之間關(guān)系的重要特征。疾病的癥狀可以從外在特征反映生物體內(nèi)部的活動機(jī)制,通過不同疾病相似的癥狀往往可以發(fā)現(xiàn)一些有趣的“合并癥”。另外,生物體內(nèi)復(fù)雜的活動由不同功能的基因共同協(xié)作完成,因此從基因功能方面理解復(fù)雜疾病同樣具有重要意義。本文主要從多種不同的角度理解復(fù)雜疾病之間的相關(guān)模式,通過構(gòu)建多層疾病相似性網(wǎng)絡(luò)來識別疾病相似性模塊,最終通過分析發(fā)現(xiàn)使用本文框架得到的疾病相似性模塊具有很強(qiáng)的顯著性,并且這一結(jié)果可以應(yīng)用到藥物重定位中。首先,本文構(gòu)建了基于不同數(shù)據(jù)集的四層疾病相似性網(wǎng)絡(luò),分別是基于蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)的疾病相似性網(wǎng)絡(luò)PIDN(PPI-based Disease-disease Similarity Network)、基于癥狀數(shù)據(jù)的疾病相似性網(wǎng)絡(luò)DSDN(Disease Symptom based Disease-disease Similarity Network)、基于基因本體GO(Gene Ontology)數(shù)據(jù)的疾病相似性網(wǎng)絡(luò)GODN(GO-based Disease-disease Similarity Network)以及基于疾病本體DO(Disease Ontology)數(shù)據(jù)的疾病相似性網(wǎng)絡(luò)DODN(DO-based Disease-disease Similarity Network)。其次,使用基于張量的多層網(wǎng)絡(luò)算法識別出9個具有強(qiáng)相關(guān)關(guān)系的疾病模塊。對9個疾病模塊進(jìn)行模塊分類發(fā)現(xiàn)它們分屬于不同的疾病分類。通過顯著性分析驗(yàn)證這些模塊具有很強(qiáng)的顯著性。通過與單層網(wǎng)絡(luò)識別的疾病相似性模塊比較,發(fā)現(xiàn)本文得到的結(jié)果具有更高的準(zhǔn)確性。最后,通過京都基因組百科全書KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集性分析及對疾病致病基因的分析,發(fā)現(xiàn)疾病模塊的內(nèi)部子結(jié)構(gòu),隨后給出腫瘤模塊形成的不同致病機(jī)理并加以分析。通過藥物重定位及分子對接技術(shù)預(yù)測出幾種具有潛在治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的藥物,并對藥物的作用機(jī)制進(jìn)行分析,從細(xì)胞因子的角度給出了可能的藥物作用路徑。本文發(fā)現(xiàn)的疾病相似性模塊可以幫助我們從多層網(wǎng)絡(luò)的角度對復(fù)雜疾病有更深刻的理解,具有很高的參考價(jià)值。并且這些疾病模塊也為藥物重定位應(yīng)用研究提供了新的思路。
【圖文】：

圖 2.1 GO 注釋基因數(shù)量的分類統(tǒng)計(jì)圖以上三類術(shù)語按照對基因注釋的關(guān)注點(diǎn)不同所產(chǎn)生的描述會有所區(qū)別，，但都是一基因或者基因產(chǎn)物進(jìn)行描述。例如，基因產(chǎn)物“細(xì)胞色素 c”可以通過分子功能

adrenocorticalcarcinoma疾病的條目信息圖
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R-05

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本文編號：2701741