一种基于背景知识的本体注释方法

本体采用基于语法词汇的表述方式,使本体自身表示可能存在模糊性、错误理解等问题,部分本体的概念可以通过自身的上下文信息推测出其含义,但是有些本体根据已有信息不能清晰表达其概念的确切含义.针对这个问题,提出基于背景知识的本体注释方法,对本体本身进行注释和澄清.包括基于WordNet和Web搜索引擎的注释方法,利用WordNet查找本体概念的正确词义,利用Web搜索引擎搜索本体概念的snippets,分别将词义和snippets作为其属性注释到本体中.实验表明本体注释率达到99.12%,表明本文方法的是可行的,本体注释正确率达到80.76%,比同类方法更高.

MedPortal:面向精准医学的生物医学本体资源存储和应用平台

在过去10余年中,本体广泛应用于生物医学数据分析、检索、整合和再利用中。本体作为一种特殊类型的数据资源,数据量也在迅速增加。为了促进精准医疗领域数据集的整合,并为国内用户提供本体数据资源服务,构建MedPortal本体资源存储和应用平台。通过复用NCBO BioPortal技术,搭建MedPotal软件框架。遴选精准医学相关本体,建立本体资源库。对原框架中的代码和本体处理工具进行修正和完善,使之能够在本体稳定运行的基础上满足大批量数据的自动化处理。目前,该平台已整合42个生物医学本体,建立了本体之间术语映射关系,通过页面和REST API方式,提供术语检索、本体映射、数据标准化注释等本体应用服务(http://medportal.bmicc.cn)。MedPortal本体平台将为生物医学数据整合提供帮助。

基于序列功能注释的蛋白质相互作用预测方法研究

蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)是大多数细胞过程和生物功能的基础。该研究基于蛋白质功能注释方法(FNM)首次提出了结合蛋白的重要性的方法、结构域相互作用、基因本体论注释序列和注释;然后融合不同的策略,分别建立了3种方法结合的蛋白质序列特征与FNM功能注释功能。利用蛋白质相互作用预测构建蛋白质相互作用网络是进一步理解蛋白质功能的必要前提,也是理解细胞新陈代谢及复杂疾病形成发生的基础和关键。

拟南芥NBS1互作蛋白的筛选和鉴定

【目的】筛选拟南芥中NBS1的互作蛋白,探究NBS1蛋白的新功能,为后续研究奠定基础。【方法】利用酵母双杂交技术筛选拟南芥c DNA文库,对得到的序列进行BLAST比对、亚细胞定位分析和基因本体注释。【结果】共有221个阳性克隆,测序后通过BLAST比对得到97个与NBS1互作的蛋白,包括膜蛋白、转运蛋白和折叠蛋白等,它们主要定位于细胞质、细胞核和叶绿体等,主要富集于4个分子功能、5个细胞组分和13个生物过程。【结论】拟南芥中与NBS1互作的蛋白在刺激响应、信号转导和细胞代谢等方面发挥着重要作用,也证明NBS1是一种多功能蛋白,但其功能及分子机制还需进一步研究。

基于网络药理学研究生肌玉红膏治疗糖尿病溃疡的作用机制

目的基于网络药理学研究生肌玉红膏治疗糖尿病溃疡的作用机制。方法以口服生物利用度(OB)≥30%和类药性(DL)≥0.18为标准通过中药系统药理学数据库与分析平台检索生肌玉红膏的活性化学成分及作用靶点,使用Uniprot蛋白质数据库进行标准化处理获得靶点基因简写;检索GeneCards等数据库中糖尿病溃疡发病机制的相关基因靶点,使用Venny在线工具对生肌玉红膏作用靶点和糖尿病溃疡发病机制相关基因靶点进行交集处理,获得生肌玉红膏治疗糖尿病溃疡的潜在作用靶点;使用STRING数据库构建生肌玉红膏治疗糖尿病溃疡潜在作用靶点靶标蛋白质⁃蛋白质相互作用(PPI)网络,并用Cytoscape软件构建生肌玉红膏治疗糖尿病溃疡药物有效成分⁃作用靶点网络;使用Bioconductor生物信息软件包对生肌玉红膏治疗糖尿病溃疡核心作用靶点进行基因本体(GO)功能注释和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,并对结果进行可视化处理。结果共获得生肌玉红膏作用靶点基因1842个、糖尿病溃疡发病机制相关基因靶点857个,分析处理后获得交集靶点(生肌玉红膏治疗糖尿病溃疡潜在作用靶点)108个;生肌玉红膏治疗糖尿病溃疡潜在作用靶点PPI网络结果显示,关键作用靶点共包含白细胞介素(IL)⁃6、RAC⁃α丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶⁃1(AKT⁃1)等28个;生肌玉红膏治疗糖尿病溃疡药物有效成分⁃作用靶点网络结果显示,关键化学成分包含槲皮素、7⁃甲氧基⁃2⁃甲基异黄酮等10个;GO功能注释结果显示,共涉及生物过程(BP)条目2403个、细胞组成(CC)条目64个、分子功能(MF)条目155个;KEGG通路富集分析结果显示,共涉及通路170条。结论生肌玉红膏中的槲皮素、7⁃甲氧基⁃2⁃甲基异黄酮、毛蕊异黄酮等多种活性化学成分可能通过作用于IL⁃6、AKT⁃1等多靶点调节晚期糖基化终末产物(AGE)⁃晚期糖基化终末产物受体(RAGE)、IL⁃1β/IL⁃23⁃IL⁃17A等多条信号通路发挥促进糖尿病溃疡创面愈合的作用。

基于网络药理学探讨香砂六君子汤治疗慢性萎缩性胃炎的作用机制

目的:运用网络药理学的技术分析香砂六君子汤治疗慢性萎缩性胃炎的分子机制。方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)搜索香砂六君子汤的药物成分及靶点,绘制中药-化合物-靶点网络;通过GeneCards、OMIM数据库筛选疾病相关基因,绘制韦恩图,获取共同基因并绘制蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络进行网络拓扑分析获取核心基因;对核心基因进行进一步的基因本体(GO)功能注释和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。结果:经过筛选得到香砂六君子汤中药活性成分137个,潜在作用靶点162个,慢性萎缩性胃炎疾病702个相关靶点,药物-疾病共同靶点51个,经过网络拓扑分析得到PTGS2、TNF、VEGFA、IL1B、CAT等18个核心靶点,通过GO、KEGG主要富集于对活性氧的反应、细胞对氧化应激的反应等生物过程和肿瘤坏死因子、IL-17、Toll样受体、C型凝集素受体信号通路等通路上。结论:香砂六君子汤可以通过多成分-多靶点-多通路的机制,抑制“炎-癌”转化治疗慢性萎缩性胃炎。

基于GEO芯片和生物信息学分析构建脓毒症相关ceRNA网络

目的基于生物信息学方法,利用基因表达数据库(GEO)分析脓毒症相关长链非编码RNA(lncRNA)和mRNA表达谱,结合微小RNA(miRNA)数据库进行竞争性内源RNA(ceRNA)网络分析。方法从GEO数据库下载脓毒症相关lncRNA数据集,使用生物信息分析工具对数据集进行基因表达差异分析,得到差异表达lncRNA(DElncRNA)和差异表达mRNA(DEmRNA),并绘制聚类热图。通过miRNA结合图谱数据库(miRcode)预测与DElncRNA结合的miRNA,并检索miRNA靶基因数据库TargetScan、miRDB和mirTarBase筛选出同时满足3个数据库的靶mRNA,比对后得到lncRNA-miRNA-mRNA相互作用关系,导入调控网络可视化软件CytoScape中得到ceRNA网络。将ceRNA网络中的DEmRNA导入基因与蛋白质相互作用检索数据库(STRING),绘制基因编码蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络图。对DEmRNA进行基因本体(GO)功能注释和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。结果在GEO数据库中通过检索、筛选获得两个脓毒症相关lncRNA芯片数据集,分别为GSE89376和GSE145227。差异分析显示,GSE89376数据集中老年脓毒症组有14个DElncRNA、359个DEmRNA,成人脓毒症组有8个DElncRNA、153个DEmRNA;GSE145227数据集中儿童脓毒症组有1232个DElncRNA、1224个DEmRNA。聚类热图显示,脓毒症组与对照组lncRNA和mRNA的表达存在明显差异;通过筛选的miRNA构建ceRNA网络,发现多个DElncRNA和DEmRNA参与了脓毒症的ceRNA网络。PPI网络图显示有多个基因编码蛋白相互作用,且分别与多个基因编码蛋白形成多节点的相互作用网络。在对相关基因进行功能注释及富集分析后发现,在核受体活性、配体激活的转录因子活性、类固醇激素受体活性等功能相关基因上可能存在串扰机制,并通过叉头框转录因子(FoxO)、Janus激酶/信号转导与转录激活因子(JAK/STAT)、p53、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)等信号通路发挥作用。结论通过构建脓毒症相关lncRNA-miRNA-mRNA的ceRNA网络,结合通路分析发现,脓毒症中存在多个lncRNA和mRNA参与ceRNA网络,并在多个重要信号通路上发挥作用。