关于乳腺癌的基因共表达网络分析及药物预测

发布时间：2020-08-07 03:31

【摘要】：乳腺癌是发生在乳腺上皮组织的恶性肿瘤,近年来其发病率逐渐上升并且呈现年轻化趋势,已成为威胁女性身体健康的重要疾病之一。乳腺癌的发生发展是多基因参与和多因素作用的复杂生物过程。目前,限制乳腺癌治疗效果的一个关键因素就是不完全清楚其分子机制。因此,对乳腺癌分子机制的深入研究成为提高诊断与治疗效果的一种有效途径。传统生物学主要以细胞内单个小分子的特点和功能为研究重点,尽管该方法可以揭示一些生命机制,但不可否认的是其忽略了细胞内分子间相互作用的生物学特点,无法探索生物复杂的生理生命活动。随着图论的发展,网络为系统研究疾病机制提供了重要依据。加权基因共表达网络(Weight gene co-expression network analysis,WGCNA)是以基因间表达相似性为基础实现网络构建的常用算法。本文将其应用于乳腺癌的基因表达谱数据。本文将TCGA数据库中乳腺癌的基因表达数据作为数据来源。首先利用edgeR算法,从单基因水平进行差异基因分析,共筛选出9,376个与乳腺癌发生发展有关的差异基因。然后运用WGCNA算法对正常样本和乳腺癌样本分别构建基因共表达网络。由于该算法仅将表达具有相似性的基因聚到一个模块,每个模块的差异变化、涉及的生物学意义和模块内基因间的差异共表达情况仍然是未知的。因此,本文着重对模块进行差异分析。通过模块差异关联分析、模块功能富集分析和差异基因相关性分析的方法,整合出每个模块的枢纽基因及其富集的生物过程。最后通过分析药物信号与枢纽基因之间的关系,找到两个可能用于乳腺癌治疗的候选药物 astressin 和 protirelin。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R737.9;O157.5
【图文】：

例如在一型糖尿病网络分析中，具有高连接度的基因ＤＤＸ５２表达水平的降低会增逡逑加糖尿病的发病率［４１１。逡逑在无尺度网络基础之上，构建基因共表达网络。图２．１是ＷＧＣＮＡ算法构建逡逑基因共表达网络的流程图。逡逑定义基因共表达相似矩阵逦定义邻接函数，并将相似矩阵转换逡逑逦＞邋为邻接矩阵逡逑（＝］±＼ｃ0ｒ＾Ｊ）＼逦ａｓ邋＝邋ｐｏｗｅｒ（ｓｔｊ，Ｊ３）邋＝｜邋ｓ．．邋ｆ逡逑ｖ逡逑计算节点间的相异度，将邻接矩阵逡逑转换为拓扑矩阵逡逑＾／邋＝邋Ｚ邋ＱＩＭ逡逑确定基因网络／模块逦＜逦邋“以逡逑ｗ邋＝逦＾邋＋邋ａｎ逦逡逑ｖ邋ｍｉｎ｛Ｋ｝邋＋邋１邋－逡逑ｃ／：邋＝邋１邋－逡逑图２．１邋ＷＧＣＮＡ流程图逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｆｌｏｗ邋ｏｆ邋ＷＧＣＮＡ逡逑２．４．邋１定义相似矩阵逡逑基因表达谱用矩阵Ｘ邋＝邋［＼］＿表示：逡逑？１３－逡逑

逑＜逡逑图３．１ａ乳腺癌样本聚类树图逡逑Ｆｉｇ．邋３．１ａ邋Ｔｈｅ邋ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ邋ｔｒｅｅ邋ｏｆ邋ｂｒｅａｓｔ邋ｃａｎｃｅｒ邋ｓａｍｐｌｅｓ逡逑Ｓａｍｐｌｅ

霉－「逡逑卜逡逑图３．１ｂ正常样本聚类树图逡逑Ｆｉｇ．邋３．１ｂ邋Ｔｈｅ邋ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ邋ｔｒｅｅ邋ｏｆ邋ｎｏｒｍａｌ邋ｓａｍｐｌｅｓ逡逑－２３－逡逑

【参考文献】

相关期刊论文 前7条

1 汪浩;王海平;吴信东;刘琦;;药物-疾病关系预测:一种推荐系统模型[J];中国药理学通报;2015年12期

2 林行众;张忠华;杨清;黄三文;;黄瓜共表达基因模块的识别及其特点分析[J];农业生物技术学报;2015年09期

3 汪涛;蒋庆华;彭佳杰;王亚东;;基因共表达网络的构建及分析方法研究综述[J];智能计算机与应用;2014年06期

4 宋长新;雷萍;王婷;;基于WGCNA算法的基因共表达网络构建理论及其R软件实现[J];基因组学与应用生物学;2013年01期

5 张罕星;朱晓彤;束刚;周桂炫;高萍;高淑静;张常明;江青艳;陈瑶生;;猪肌内脂肪前体细胞与皮下脂肪前体细胞分化过程中基因差异表达分析[J];中国农业科学;2008年11期

6 龙桂友,饶力群;基因差异表达分析技术进展[J];生命科学研究;2004年S2期

7 张丽华,孙荣超,顾静雄,杨国仪;乳腺癌细胞DNA含量及细胞周期分析[J];南京医科大学学报;2000年02期

相关博士学位论文 前2条

1 王攀;加权基因共表达网络分析（WGCNA）在食管鳞癌中的应用[D];北京协和医学院;2014年

2 洪胜君;基于转录组测序数据的基因共表达网络研究[D];复旦大学;2013年

相关硕士学位论文 前1条

1 陈伟慈;基于RNA-seq数据的CCA基因共表达网络的构建和分析[D];哈尔滨工业大学;2014年

本文编号：2783411