基于基因表达谱的癌症干细胞调控基因的识别研究

摘要

癌症干细胞假说认为癌症干细胞是癌症异常增殖、侵袭、转移、耐药以及复发等的根源。本文基于这个假说，分析四种癌症的基因和miRNAs混合表达数据，挖掘与癌症干细胞相关的关键调控基因。
　　首先本研究利用分类算法将746个乳腺癌样本中的18409个基因和1035个miRNAs划分到不同的共表达模块中;并与胚胎干细胞和间充质干细胞的相关数据库做富集度分析，得到两个大小分别为2019和859且与上述两类干细胞相关的基因集。另外对胶质母细胞瘤、低等级的脑胶质瘤和肺癌的混合表达数据重复上述过程，最终得到178个与胚胎干细胞相关的基因和7个与间充质干细胞相关的基因。
　　其次通过比对这两个基因集在GSE29625和GSE28974数据中的表达方式，进一步验证了两个基因集与两类干细胞的相关性。另外发现由178个基因组成的与胚胎干细胞相关的基因集参与由转录因子E2F介导的转录过程。
　　最后通过构建这两个基因集的调控网络，在乳腺癌中筛选出两个胚胎干细胞的特异性关键基因TPX2和MCM10，以及间充质干细胞的特异基因COL5A2。并通过查看178个与胚胎干细胞相关的重复基因在四种癌症调控网络中的顶点出度，筛选出两个关键调控基因BUB1B和NCAPH。这些基因可以作为治疗乳腺癌的潜在的标靶基因。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本文研究背景

1．2 癌症基因表达谱的研究现状

1．3 本文的主要研究工作

第二章 辨别与癌症干细胞相关的基因

2．1 数据来源

2．2 数据预处理

2．3 生物信息学方法

2．3．1 WGCNA算法

2．3．2 基因集富集分析

2．3．3 MEGENA算法

2．4 与癌症干细胞相关的基因的辨别

2．4．1 BRCA数据分析结果

2．4．2 另外三组癌症数据分析结果

2．4．3 辨别与癌症干细胞相关的基因

2．5 小结

第三章 验证与癌症干细胞相关的基因

3．1 与癌症干细胞相关基因的表达方式

3．1．1 数据来源

3．1．2 数据预处理

3．1．3 分析结果

3．2 与癌症干细胞相关基因的TFs分析

3．3 小结

第四章 辨别与癌症干细胞相关的关键调控基因

4．1 数据

4．2 构建基因调控网络的方法

4．2．1 随机森林算法

4．2．2 Graphical Lasso算法

4．2．3 秩和检验

4．3 关键调控基因的辨别

4．3．1 BRCA中关键调控基因的辨别

4．3．2 另外三种癌症的调控网络的构建

4．4 关键调控基因的分析

4．5 小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢