發(fā)布時間：2017-12-02 08:09

  本文關鍵詞：基于整合組學數據的胃癌生物信息學分析

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【摘要】：目的胃癌的發(fā)生發(fā)展進程是一個多因素參與的復雜生物學過程。競爭性內源RNA(competing endogenous RNA,ce RNA)假說認為m RNA、lnc RNA等轉錄物可以通過mi RNA應答元件(mi RNA response element,MRE)競爭性結合micro RNA,相互聯(lián)系進而調控各自的表達水平,從而產生大規(guī)模的調控網絡。其中mi RNA在網絡中作為中介因子發(fā)揮著重要作用,競爭性內源RNA特別是胃癌相關ce RNA的相互作用尚未完全闡明。因此,探索胃癌相關ce RNA的互作關系對于闡明胃癌的發(fā)病機制將有重要意義。本研究擬在系統(tǒng)生物學基礎上,利用整合組學的理念,篩選胃癌相關的功能性mi RNA。應用生物信息學方法對數據進行深入挖掘,并通過它們之間的調控關系進行預測分析和數據整合,構建胃癌相關ce RNA調控網絡,從中尋找發(fā)揮關鍵作用的因子。為胃癌的發(fā)病機制研究提供新的思路。方法整合m RNA和mi RNA兩個層次的表達譜數據。采用POMA(The Pipeline of Outlier Micro RNA Analysis)算法,尋找在胃癌中具有調控功能的活性mi RNA,篩選胃癌發(fā)病相關的可靠分子標志物。并對胃癌相關的mi RNA靶基因進行GO功能水平以及KEGG通路水平的富集分析。進而利用基因功能富集分析篩選靶基因中與胃癌相關的關鍵基因�；诤Y選得到的胃癌調控活性mi RNA,利用公共數據庫預測mi RNA相關的lnc RNA,并通過胃癌mi RNA-m RNA子網絡提取mi RNA靶基因信息,以mi RNA為中介因子,重新構建ce RNA相互作用網絡。并對網絡的性質進行評價和分析。最后以胃癌相關的關鍵基因作為映射,探索胃癌特異性的子網絡,以挖掘調控網絡中的關鍵因子。結果(1)基于POMA算法,篩選胃癌功能性micro RNA,其中利用基因芯片篩選出30 mi RNA,通過公共數據庫篩選出24個mi RNA,最終獲得不同數據組中整合的36個mi RNA。(2)基因富集分析中,發(fā)現了7個胃癌相關關鍵基因,分別是TP53,PIK3CA,VIM,ERBB2,CDK1,CDH1,TGFB1。通路顯著性分析發(fā)現11條胃癌相關重要通路,其中通路Pathways in cancer(XD-score=0.783),Colorectal cancer(XD-score=0.710)以及Adherens junction(XD-score=0.709)是三條最顯著的通路。(3)通過mi RNA基因芯片驗證,確定了16個胃癌相關調控活性的mi RNA,使用生物信息學方法和預測軟件發(fā)現lnc RNA與篩選出的micro RNA有不同程度的關聯(lián)。(4)網絡分析顯示ce RNA網絡為典型的生物網絡特征,并且具有一定的穩(wěn)健性。以關鍵基因映射得到了ce RNA子網絡:包括5個mi RNA(mi R-21-5P,mi R-34a-5P,mi R-193b-3p,mi R-25-3P,mi R-125b)8個lnc RNA(HCG18,XIST,HMGB1,H19,NEAT1,MALAT1,KCNQIOT1,TUG1)和3個基因(TP53,ERBB2,CDH1)。結論(1)通過系統(tǒng)生物學和組學結合的方法篩選驗證得到15個胃癌相關調控活性mi RNA,生物信息學方法預測7個胃癌相關關鍵基因以及3條顯著富集通路。為胃癌的發(fā)病機制提供思路和方向。(2)構建的胃癌ce RNA調控網絡穩(wěn)健性良好,其中包括5個mi RNA,8個lnc RNA和3個基因。它們可能在胃癌的發(fā)生、發(fā)展中作為關鍵因子發(fā)揮作用。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R735.2

【共引文獻】

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本文編號：1244205