面向疾病的基因芯片差異分析方法研究.pdf

1、疾病一直威脅著人類的身體健康。機(jī)體細(xì)胞由重要的生物分子構(gòu)成，因此在分子層次上對(duì)疾病進(jìn)行研究，可以揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)活動(dòng)過(guò)程?；蜃鳛閮?chǔ)存生命基本信息的生物大分子，其表達(dá)水平是機(jī)體生長(zhǎng)的重要調(diào)控機(jī)制，可以反映細(xì)胞當(dāng)前的生理狀態(tài)。隨著微陣列芯片技術(shù)的快速發(fā)展，涌現(xiàn)出大量人體在不同表型狀態(tài)下的基因表達(dá)數(shù)據(jù)。研究者可以通過(guò)對(duì)疾病與正常樣本，或藥物治療前后樣本的基因表達(dá)比對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異分析，達(dá)到理解疾病機(jī)制，檢測(cè)疾病治療分子靶標(biāo)，預(yù)測(cè)藥物治療效果

2、等研究目的。
　　人類機(jī)體病變的過(guò)程中，會(huì)引發(fā)細(xì)胞的異?；顒?dòng)，如關(guān)鍵基因的表達(dá)活性顯著上下調(diào)，信號(hào)分子酶促反應(yīng)或新陳代謝狀態(tài)紊亂等。因此，面向疾病的研究，需要從單個(gè)基因與表征活動(dòng)功能的通路這兩個(gè)角度進(jìn)行系統(tǒng)分析。基于疾病相關(guān)的不同表型基因表達(dá)數(shù)據(jù)，本文開(kāi)展了若干差異分析研究，涉及到信號(hào)通路分析方法，顯著差異表達(dá)基因分析方法以及各種經(jīng)典芯片處理方法的應(yīng)用等。主要特色工作包括:(1)針對(duì)現(xiàn)有信號(hào)通路分析方法中忽視通路整體狀態(tài)信息的問(wèn)題

3、，提出了一種基于信息散度的信號(hào)通路分析模型，并將其應(yīng)用于兩種癌癥研究上。通過(guò)在9組獨(dú)立的基因表達(dá)數(shù)據(jù)上實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)方法相比，新方法具有更高的重復(fù)性，更好的特異性、敏感性和適用性。(2)為了解決完全依賴基因表達(dá)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致通過(guò)計(jì)算方法模擬與生物實(shí)驗(yàn)實(shí)際的調(diào)控活性不一致的問(wèn)題，提出了一種基于隨機(jī)游走的信號(hào)通路分析方法，并將其應(yīng)用到4組真實(shí)的結(jié)直腸癌研究問(wèn)題上，實(shí)驗(yàn)表明該方法利用有向隨機(jī)游走方式量化生物通路真實(shí)調(diào)控活性具有合理性，并且與傳統(tǒng)