利作偏差振幅识别与分析阿尔兹海默病的候选基因

摘要

阿尔兹海默病是老年痴呆最常见的形式，是一种进行性发展的神经退行性疾病，到现在为止还没有找到能有效治疗这种病的措施，因此这种病不能被治愈，最后会导致死亡。目前，全球大约有2500万阿尔兹海默病患者。专家估计，到2020年，中国的老年痴呆症患者将达到1020万，到2040年则将达到2250万，到那时，中国的阿尔兹海默病患者将约占世界患者数量的四分之一。阿尔兹海默病正在成为威胁老年人健康的主要疾病之一，医学界现在还没有能治愈这种病的有效方法，所以，弄清楚这种病的发病原因，设计能治疗或者阻止这种病的药物成为了全社会共同关心的问题。为了找到治疗阿尔兹海默病的方法，必须先了解这种病的发病机制。通过尸检发现患者最主要的病理特征是脑内出现老年斑和神经纤维缠结以及神经元的大量死亡。目前关于阿尔兹海默病成因比较主流的说法是Aβ假说，该假说认为β-淀粉样蛋白（β-amyloid peptide，Aβ）沉积是造成阿尔兹海默病的主要原因。因此，越来越多的研究者开始将目光集中到寻找导致Aβ沉积的基因上。随着DNA微阵列技术的成熟，利用计算机与数学相结合的方法，设计算法对基因表达数据进行处理，寻找与阿尔兹海默病相关的致病基因变得可行。本文利用杂技演员走钢丝的思想，设计算法来处理基因表达数据以识别与AD病相关的候选基因。通过本文所设计的算法，一共识别出了52个与AD病有关的候选基因，这52个基因中有27个候选基因的平均偏差是一致增加的，另外25个候选基因的平均偏差是一致减少的。对这些候选基因分析，得出如下结论:1、基因cnr1、avpr2、agtr1和ptafr是膜上参与信号传导的基因，它们的表达水平异常与AD病密切相关;2、细胞质中的运输能力逐渐减弱可能与AD病有关;3、基因cacnb2和cacnale是膜上与钙离子有关且与信号传导相关的候选基因，它们的表达水平异常可能是导致钙稳态失衡的重要因素。这些基因的表达水平失衡最终引起Aβ沉积和神经元的大量死亡。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 阿尔茨海默病概述

1．2 阿尔茨海默病致病基因研究现状

1．3 基因芯片技术及其在AD候选基因识别上的应用

1．4 本文研究的内容和意义

1．5 本文主要工作

2 阿尔兹海默病的病理特征及部分候选基因对该病的影响

2．1 阿尔兹海默病的病理特征

2．2 候选基因对阿尔兹海默病的影响

2．3 本章小结

3 偏差振幅算法的原理及实现过程

3．1 引言

3．2 数据来源和格式

3．3 识别候选基因的基本思想

3．4 偏差振幅算法的原理

3．5 偏差振幅算法的实现步骤

3．6 本章小结

4 实验结果

4．1 实验所得的候选基因

4．2 识别出的候选基因平均偏差的变化趋势

4．3 本章小结

5 候选基因分析

5．1 候选基因的特征和分析所得的结论

5．2 与金属离子有关的候选基因分析

5．3 主要结论

5．4 本章小结

6 总结

参考文献

附录

致谢