基于多信息融合的结核病相关基因预测及其网络分析
发布时间：2021-04-28 13:41
结核病（Tuberculosis,TB）是由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis,MTB）感染引发的致死率最高的传染病之一。目前已经有许多研究从不同角度探索了结核病的发病机理,但对相应的宿主免疫反应仍缺乏系统层面的认识。其主要原因可能是结核病相关的宿主基因尚未完全发现,所以无法全面地揭示结核分枝杆菌侵染宿主的分子机制。研究跨物种蛋白相互作用可以探索结核分枝杆菌与宿主之间的联系,进而发现重要的宿主靶标基因并有助于深入了解结核分枝杆菌诱导的免疫反应。但由于检测跨物种蛋白相互作用的实验方法耗时费力,现有的结核分枝杆菌-人类蛋白相互作用数据非常稀缺,因而急需开发有效的计算方法用于指导或帮助实验技术鉴定结核分枝杆菌-人类蛋白相互作用。此外,据报导全世界有超过20亿人感染MTB,其中85-90%的患者为潜伏期（Latent TB,LTB）感染。在潜伏期患者中,约10%将会发展为活动期肺结核（Pulmonary TB,PTB）。虽然已经有大量工作致力于研究潜伏期和活动期结核病,但对这两种状态下宿主免疫反应的相似性和特异性的差异仍知之甚少。由于大多数宿主基因在潜伏期展现出...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
第一章 前言
1.1 结核病研究进展
1.1.1 结核分枝杆菌
1.1.2 结核病的诊断
1.1.3 结核病的治疗
1.2 研究结核病宿主免疫反应的实验方法和计算方法
1.2.1 研究结核病宿主免疫反应的实验方法
1.2.2 基于预测的跨物种PPI研究宿主免疫反应
1.2.3 基于宿主基因表达芯片数据研究宿主免疫反应
1.3 相关数据库整理
1.3.1 蛋白质相关数据库
1.3.2 药物相关数据库
1.3.3 基因芯片相关数据
1.4 论文的研究目的和意义
第二章 基于多信息融合预测结合分枝杆菌-人蛋白质相互作用网络
2.1 研究背景
2.2 数据集与方法
2.2.1 预测方法概述
2.2.2 基于模板方法预测结核分枝杆菌-人蛋白质相互作用
2.2.3 基于结构域相互作用预测结核分枝杆菌-人蛋白质相互作用
2.2.4 基于机器学习算法预测结核分枝杆菌-人蛋白质相互作用
2.2.5 结核分枝杆菌-人PPI中蛋白质的属性提取
2.2.6 结核分枝杆菌-人PPI中蛋白质的功能富集
2.2.7 三联体临近性和共表达分析
2.2.8 抗结核分枝杆菌药物靶标及其药物化合物的信息提取
2.3 结果
2.3.1 使用已知的HIV-1-人PPI评估本文的算法
2.3.2 构建结核分枝杆菌-人PPI网络
2.3.3 验证结核分枝杆菌-人PPI中的人类靶标
2.3.4 结核分枝杆菌-人PPI中蛋白质的序列、结构和进化属性
2.3.5 结核分枝杆菌-人PPI中蛋白质的功能富集
2.3.6 结核分枝杆菌-人PPI中蛋白质的通路富集分析
2.3.7 三联体临近性和共表达分析
2.3.8 潜在的抗结核分枝杆菌可药靶标和化合物
2.3.9 网络服务
2.4 总结与讨论
第三章 基于一致性差异相互作用研究潜伏期与活动期感染的共性和差异
3.1 研究背景
3.2 数据集与方法
3.2.1 蛋白质-蛋白质相互作用和基因表达谱的数据收集
3.2.2 一致性差异相互作用分析
3.2.3 一致性差异表达分析
3.2.4 已知的病原体靶标和功能重要的基因
3.2.5 CDEN方法识别的基因的特征提取
3.2.6 识别网络模块
3.2.7 CDEN基因和基因对应用于不同疾病状态的分类
3.2.8 T分布随机邻域嵌入(t-SNE)分析
3.3 结果
3.3.1 CDEN方法识别的LTB和 PTB感染相关基因和基因对
3.3.2 CDEN方法的可靠性和优势
3.3.3 LTB和 PTB在节点(基因)水平上的比较
3.3.4 LTB和 PTB在边(相互作用)和模块(通路)水平上比较
3.3.5 CDEN中的节点和边在抗TB治疗后表现出动态变化
3.3.6 潜在的抗结核药物基因对和相关化合物
3.4 总结与讨论
第四章 结论与展望
参考文献
附录
附录A 附表
附录B 攻读博士期间发表的论文
致谢
本文编号：3165578
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
第一章 前言
1.1 结核病研究进展
1.1.1 结核分枝杆菌
1.1.2 结核病的诊断
1.1.3 结核病的治疗
1.2 研究结核病宿主免疫反应的实验方法和计算方法
1.2.1 研究结核病宿主免疫反应的实验方法
1.2.2 基于预测的跨物种PPI研究宿主免疫反应
1.2.3 基于宿主基因表达芯片数据研究宿主免疫反应
1.3 相关数据库整理
1.3.1 蛋白质相关数据库
1.3.2 药物相关数据库
1.3.3 基因芯片相关数据
1.4 论文的研究目的和意义
第二章 基于多信息融合预测结合分枝杆菌-人蛋白质相互作用网络
2.1 研究背景
2.2 数据集与方法
2.2.1 预测方法概述
2.2.2 基于模板方法预测结核分枝杆菌-人蛋白质相互作用
2.2.3 基于结构域相互作用预测结核分枝杆菌-人蛋白质相互作用
2.2.4 基于机器学习算法预测结核分枝杆菌-人蛋白质相互作用
2.2.5 结核分枝杆菌-人PPI中蛋白质的属性提取
2.2.6 结核分枝杆菌-人PPI中蛋白质的功能富集
2.2.7 三联体临近性和共表达分析
2.2.8 抗结核分枝杆菌药物靶标及其药物化合物的信息提取
2.3 结果
2.3.1 使用已知的HIV-1-人PPI评估本文的算法
2.3.2 构建结核分枝杆菌-人PPI网络
2.3.3 验证结核分枝杆菌-人PPI中的人类靶标
2.3.4 结核分枝杆菌-人PPI中蛋白质的序列、结构和进化属性
2.3.5 结核分枝杆菌-人PPI中蛋白质的功能富集
2.3.6 结核分枝杆菌-人PPI中蛋白质的通路富集分析
2.3.7 三联体临近性和共表达分析
2.3.8 潜在的抗结核分枝杆菌可药靶标和化合物
2.3.9 网络服务
2.4 总结与讨论
第三章 基于一致性差异相互作用研究潜伏期与活动期感染的共性和差异
3.1 研究背景
3.2 数据集与方法
3.2.1 蛋白质-蛋白质相互作用和基因表达谱的数据收集
3.2.2 一致性差异相互作用分析
3.2.3 一致性差异表达分析
3.2.4 已知的病原体靶标和功能重要的基因
3.2.5 CDEN方法识别的基因的特征提取
3.2.6 识别网络模块
3.2.7 CDEN基因和基因对应用于不同疾病状态的分类
3.2.8 T分布随机邻域嵌入(t-SNE)分析
3.3 结果
3.3.1 CDEN方法识别的LTB和 PTB感染相关基因和基因对
3.3.2 CDEN方法的可靠性和优势
3.3.3 LTB和 PTB在节点(基因)水平上的比较
3.3.4 LTB和 PTB在边(相互作用)和模块(通路)水平上比较
3.3.5 CDEN中的节点和边在抗TB治疗后表现出动态变化
3.3.6 潜在的抗结核药物基因对和相关化合物
3.4 总结与讨论
第四章 结论与展望
参考文献
附录
附录A 附表
附录B 攻读博士期间发表的论文
致谢
本文编号：3165578
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/yxlbs/3165578.html
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