基于microRNA调控网络预测卵巢癌多药耐药相关基因

目的:基于microRNA(miRNA)调控网络预测卵巢癌多药耐药相关基因。方法:综合运用文本挖掘、网络构建和预测等生物信息学分析方法,挖掘卵巢癌化疗耐药相关miRNA和miRNA-靶基因数据,并构建miRNA调控网络,利用已知miRNA对卵巢癌多药耐药相关基因进行预测。结果:文本挖掘出11个与卵巢癌化疗耐药相关的miRNA,包括miR-130a、miR-214、let-7i、miR-125b、miR-376c、miR-199a、miR-93、miR-141、miR-130b、miR-193b*和miR-200c。在miRNA靶基因预测数据软件Target Scan中挖掘出47 077个miRNA-靶基因数据,而Pic Tar挖掘出1 675个miRNA-靶基因数据。在miRNA调控网络中,神经素1基因(neuropilins,NRP1)是最重要的Hub-基因。结论:利用已知miRNA构建miRNA调控网络进而预测卵巢癌多药耐药相关基因是一种行之有效的方法。NRP1极有可能在卵巢癌化疗耐药形成中扮演着重要的角色,是卵巢癌潜在的药物治疗靶点。

乳腺癌致病microRNA调控网络的识别与生物信息学分析

目的:构建并解析乳腺癌致病microRNA(miRNA)调控网络,探究其在乳腺癌发生发展中的调控机制。方法:整合TCGA、ENCODE、Fantom等公共数据库资源,得到miRNA、转录因子和基因候选调控关系数据,结合差异表达、变异系数与PCA,构建乳腺癌miRNA调控网络,解析调控网络的度中心性与聚类系数,使用DAVID进行功能富集分析,构建Cox回归模型作生存曲线。结果:共识别miRNA调控网络262个,其中包含5个显著差异表达miRNA,8个转录因子和130个基因。通过功能富集分析发现这些miRNA靶基因显著参与细胞周期、细胞分化、细胞生长、转移等转录后调控的肿瘤生物进程,并与FoxO信号通路、p53信号通路、基因监测通路等信号通路高度相关。通过分析生存曲线发现hsa-mir-144与hsa-mir-133a-2显著与乳腺癌患者生存相关。结论:识别的乳腺癌致病miRNA调控网络中miRNA之间有相互作用,且网络整体功能不仅受hub网络影响,也受元件自身特性影响,这些miRNA靶基因显著富集于肿瘤相关生物学进程与信号通路中。

基于microRNA调控网络的癌症药物筛选系统及其药物基因组学应用

目的：药物对基因调控网络的扰动有可能改变生物体表型，甚至可能发挥疾病治疗作用。miRNA作为一种内源性的、靶向多个基因并实施高效调控的分子，在疾病的发生发展及药物作用过程中发挥重要作用。本文拟构建基于功能基因集的miRNA调控网络，通过全局网络的变化反映疾病特征和药物作用特征，进而探索该网络在药物筛选和临床药物疗效预测中的应用，基于网络类型的创新为网络药理学的研究提供全新的视角与工具。

考虑电力网络约束的工业园区虚拟电厂调控边界求解方法

构建以新能源为主体的新型电力系统,亟须挖掘负荷侧灵活调节资源参与电网调控。含电解铝、矿热炉等高耗能负荷的工业园区具备良好的调控潜力,但是考虑园区内部电力网络约束,其精确调控边界求解面临着变量维数高、约束非线性的难题,现有方法不能较好地兼顾计算效率和精度。对此,文中将上述问题抽象为高维非线性状态空间在P-Q耦合平面的投影问题:分别建立考虑工业园区安全运行线性化和非线性约束的调控边界投影求解模型,采用一种新颖的高维状态空间投影算法,通过顶点“搜索-映射”的两步式求解过程,得到工业园区型虚拟电厂调控边界的精确投影。算例结果表明,采用所提方法求解的调控边界可由线性不等式组完全表征,与现有调度系统完全兼容,结合与叠加柔性资源调控能力和传统采样方法的对比,验证了该方法的可行性以及高求解精度和效率。

基于长链非编码RNA调控ceRNA网络的缺血性脑卒中相关分子机制

目的:利用生物信息学分析筛选缺血性脑卒中(IS)的差异表达基因,构建竞争性内源RNA(ce RNA)调控网络,探讨IS的相关分子机制。方法:从GEO数据库下载IS相关的mi RNA、m RNA和lnc RNA测序数据,借助R软件获取差异基因,通过star Base、mi RDB和mi Rwalk数据库进行lnc RNA-mi RNA和mi RNA-m RNA关系预测,并构建ce RNA网络。预测与差异分析的结果取交集后筛选出差异靶基因(DETm RNAs),利用DAVID数据库进行KEGG和GO富集分析,String数据库构建蛋白互作网络(PPI),采用Cytoscape软件识别核心靶基因。结果:共筛选出存在明显差异表达的mi RNAs 20个,m RNAs 1512个,lnc RNAs 278个,并成功构建了5lnc RNAs-6mi RNAs-102m RNAs互作的ce RNA网络。筛选出的285个DETm RNAs所富集的功能主要包括染色质的组织、磷蛋白磷酸酶活性的负向调节和细胞周期等生物学过程,涉及白细胞经内皮迁移、血小板激活等信号通路,最终识别出排名前10的核心靶基因为CREB1、MAPK1、GSK3B、SP1、PIK3R1、NR3C1、NCOR1、NFATC1、SETD2、NSD1。结论:构建ce RNA网络有助于进一步认识IS的分子机制和筛选潜在的生物标志物,为后续康复治疗靶点的确定和制定康复策略提供一些线索。

基于单细胞RNA测序数据的基因调控网络推断算法综述

通过基因表达的变化可以推断基因调控网络.单细胞RNA测序(scRNA-seq)为推断细胞周期或分化等时间依赖性生物过程的基因调控网络提供了新的可能性,基于scRNA-seq数据的基因调控网络推断算法成为一个相对活跃的研究方向.本文首先对26种基因调控网络推断算法进行介绍,包括3种针对批量RNA测序数据的推断算法和23种针对scRNA-seq数据的推断算法(基于布尔网络的算法2种、基于微分方程的算法3种、基于伪时序基因相关性集成策略的算法5种、基于共表达基因的算法4种、基于细胞特异性的算法3种、基于深度学习的算法6种),详细描述了每类算法的方法原理和算法优缺点,对算法进行综合比较;然后分析了推断算法比较研究的相关成果,并使用scRNA-seq数据简单评估了26种算法的性能;最后探讨当前基因调控网络推断算法面临的机遇与挑战.

基于d3.js的miRNA调控网络图绘制模块的设计

对d3.js类库绘图功能进行研究,设计并实现了miRNA调控网络图绘制模块。模块能够将存储在数据库中的miRNA及其调控的靶基因等相关数据读取出来并形成JSON文件,结合d3.js可视化库,绘制有向的网络图及权重网络图。通过网络图能够在有限空间内更加清晰地展示miRNA及其靶基因之间的关系。

胃癌中circRNA相关ceRNA预后调控网络的生成方法

为描述胃癌中circRNA相关的竞争内源性RNA(ceRNA)调控网络,从GEO和TCGA数据库中检索胃癌circRNA,miRNA,mRNA表达谱,识别差异表达的RNA,利用加权基因共表达网络(WGCNA)鉴定关键模块.对关键模块基因做Lasso-Cox回归分析,同时进行生存分析.差异表达分析鉴定了115个circRNA和628个miRNA,WGCNA构建15个circRNA模块和11个mRNA模块.Lasso-Cox分析筛选出4个mRNA.筛选了一系列失调的circRNA,miRNA和mRNA,构建了胃癌中circRNA相关的ceRNA网络.构建的网络有助于加深对circRNA相关调控机制的理解.

基于t检验和逐步网络搜索的有向基因调控网络推断算法

为了克服基于条件互信息的路径一致算法(PCA-CMI)无法识别调控方向的缺陷,并进一步提高网络推断准确率,提出了一种基于t检验和逐步网络搜索的有向网络推断算法(DNI-T-SRS)。首先,对不同实验条件下的表达数据进行t检验以辨别基因调控的上下游关系,指导路径一致(Path Consensus)算法中条件基因的选取,根据CMI2(Conditional Mutual Inclusive Information)剔除网络中的冗余边,得到了基于t检验的有向调控关系推断算法CMI2NI-T(CMI2-based Network Inference guided by t-Test);然后,建立有向调控关系对应的米氏微分方程模型对数据进行拟合,根据贝叶斯信息准则进行逐步网络搜索以修正网络推断结果。利用CMI2NI-T推断DREAM6挑战中的两个测试网络,所得到的曲线下面积(AUC)分别为0.7679和0.9796,相较于PCA-CMI分别提高了16.23%和11.62%;通过进一步的数据拟合后DNI-T-SRS的推断准确率分别达到了86.67%和100.00%,相较于PCA-CMI分别提高了18.19%和10.52%。实验结果表明,所提DNI-T-SRS算法能够有效剔除间接调控关系并保留直接调控连接,得到精确的基因调控网络推断结果。

细菌sRNA来源、作用机制及调控网络研究进展

通过发酵生产工业产品一直是细菌等微生物的研究热点,但是发酵过程中存在的代谢副产物和环境胁迫等问题,限制了工业菌株的发展。sRNA是细菌中普遍存在的一类调控性非编码RNA,它们与核糖开关、双组分系统、转录因子等其他调控元件共同构成了细菌中的复杂调控网络,在代谢调控和抗胁迫中都发挥着异常重要的作用。文章对细菌中sRNA的来源、作用机制以及在调控网络中的角色进行了详细总结,有助于更好地解析细菌的代谢途径及发酵过程中受到的环境限制,对构建低毒力、高鲁棒性菌株,助力工业产品的发酵生产有重要参考意义。

肺腺癌动态5节点ceRNA调控网络预测及机理分析

目的:构建肺腺癌发生发展过程中的动态五节点ceRNA调控网络,挖掘核心基因,为肺腺癌诊断及预后提供新思路。方法:从TCGA及GEO数据库获得肺腺癌mRNA、lncRNA、miRNA、circRNA、TF表达数据,将患者样本根据临床分期分为癌旁样本、早期样本(stage I期)、晚期样本(stage II、III、IV期),并将癌旁与早期、早期与晚期分别进行差异分析,将两组差异结果取交集,基于ChipBase、HOCOMOCO V11、AnimalTFDB、GTRD、TransmiR、TRRUST、CircBank、Starbase、miR2Disease、miRecords、miRTarBase和TarBase、LncBase、LncLocator数据库获得调控关系对,构建五节点ceRNA调控网络,对网络中的靶基因进行GO富集以及构建PPI网络挖掘核心基因。结果:构建了随分期动态变化的LUAD 5节点ceRNA调控网络,网络中的靶基因主要富集在脂肪酸代谢和突触成熟等生物过程中,最后获得与肺腺癌发生发展有关的8个核心基因NEFL、RBP4、FGA、SLC2A1、ALB、AFP、SLC7A5、DKK1。结论:调控网络中靶基因富集的相关通路以及8个核心基因NEFL、RBP4、FGA、SLC2A1、ALB、AFP、SLC7A5、DKK1为肺腺癌发生发展过程的机制分析、诊断及预后提供新思路。

不同脑网络经颅直流电刺激方案对健康成年人步态特征的特异性调控效果研究

目的:基于额顶网络(FPN)、背侧注意网络(DAN)、默认网络(DN)三个步态相关脑网络,制定不同的脑网络经颅直流电刺激(Network t DCS)方案以期实现特异性调控步速和步态变异性、提高步行功能的目的。方法:本研究招募健康成年人,随机分3组,分别接受不同的刺激方案:兴奋FPN抑制DN(FPN+/DN-t DCS)、兴奋DAN抑制DN(DAN+/DN-t DCS)、假刺激(Sham)。在刺激前和刺激后即刻进行常速、快速和双任务条件的步态任务测试。采用双因素重复测量方差分析评估三种刺激方案对不同条件下的步态时空参数和步态变异性的影响。结果:本研究共纳入72例受试者,其中64例完成测试。干预前后常速、快速和双任务步行条件下步态时空参数指标和常速步行条件下步态变异性的改变均无显著交互效应。快速步态任务中,步幅变异性(F=3.671,P=0.031)和双支撑时间变异性(F=3.879,P=0.026)存在显著交互效应;双任务步行条件下,步宽变异性(F=3.940,P=0.025)、步速变异性(F=3.936,P=0.025)和双支撑时间变异性(F=4.913,P=0.011)存在交互效应。结论:DAN+/DN-t DCS可有效降低健康成年人复杂任务的步态变异性、提升步态稳定性;但FPN+/DN-t DCS方案并未特异性提升不同条件下的步速水平。

一个二维基因调控网络的稳定性和分岔分析

基于动力系统理论分析一个二维基因调控网络的稳定性和分岔。首先,给出系统平衡点存在的条件并分析平衡点的稳定性。其次,分析该系统经历余维1的Hopf分岔、Saddle-node分岔以及余维2的Bogdanov-Takens分岔的条件。最后,用余维1、余维2分岔图和相图验证了理论结果的正确性。

外泌体调控网络与卵巢癌侵袭和转移关系的研究进展

卵巢癌是死亡率最高的妇科恶性肿瘤,侵袭性和转移性是其预后不良的主要原因之一,大多数患者确认时已处于晚期。肿瘤细胞的持续生长、扩散和迁移依赖于组织环境中细胞与细胞间的交流,而外泌体内含多种介导肿瘤细胞与组织环境交流的物质。近年发现,外泌体调控网络与诱导上皮-间充质转化、细胞增殖和迁移、血管生成及重塑、免疫抑制和逃离免疫监视等参与卵巢癌侵袭及转移的过程密切相关。未来可对参与上述过程的机制进行深入研究,以期为卵巢癌的早期诊断、有效治疗、预后改善提供新思路。

基于GEO数据库和转录因子调控网络的结核病药物作用靶点筛选及其作用机制

目的基于GEO数据库和转录因子调控网络筛选抗结核病药物及药物作用靶点。方法通过NCBI的GEO数据库,筛选结核病患者和健康者之间差异表达的基因;通过AnimalTFDB 3.0数据库预测差异表达基因中的转录因子,并构建转录因子调控网络;通过调控网络中的关键基因筛选相关miRNA,并筛选关键节点,初步阐明结核病致病的分子机制。结果通过GEO数据库检索,筛选出的差异表达基因为784个;通过AnimalTFDB 3.0数据库筛选出23个转录因子和对应的790个靶基因,构建了转录因子-靶基因的调控网络;通过TargetScanHuman 7.2查询到关键节点对应的miRNA,构建“转录因子-靶基因-miRNA”调控网络,筛选出4个结核病药物靶点(EP300,CREBBP,ELAVL1,HSP90AA1),阐明了其与转录因子和miRNA之间的调控机制。结论通过构建结核“转录因子-靶基因-miRNA”网络,筛选出结核病新的潜在药物作用靶点——EP300、CREBBP、ELAVL1、HSP90AA1;同时发现,EP300、CREBBP、HSP90AA1通过激活转录因子STAT2,导致机体内炎症因子TNF-α水平增高,进而抑制了miR-9-5p的表达;而基因ELAVL1直接抑制miR-9-5p的表达,并且与NOD-like receptor signaling pathay通路密切相关,导致结核病的发生发展。

网络舆情如何塑造公众观点和态度及其调控途径

随着互联网的迅猛发展,网络舆情已经成为影响公众观点和态度的重要因素。在中国,网络舆情通过社交媒体、论坛、新闻网 站等平台迅速传播,极大地影响了公众对事件和政策的看法。本文探讨了网络舆情对公众观点和态度的影响机制,分析了舆情的 传播特点和社会效应。此外,还研究了如何有效调控网络舆情,以促进社会稳定和谐。通过梳理相关文献,本文提出了综合运用 技术手段和管理策略,建立多层次、多维度的舆情监控与引导体系,以应对复杂多变的网络舆情环境。

基于circRNA调控网络探讨ITGB1诱导胃癌耐药的作用机制

目的基于circ RNA-mi RNA-ITGB1调控网络探讨ITGB1诱导胃癌耐药的作用机制。方法收集21例胃癌患者的肿瘤组织样本,应用实时荧光定量PCR检测ITGB1基因的表达水平,采用circ RNA测序比较ITGB1高表达和低表达患者间的差异circ RNA。将si-circ_0027189、si-miR-455和si-NC分别转染至BGC-823细胞,分为si-circ_0027189组、si-miR-455组和si-NC组。检测各组细胞circ_0027189、miR-455和ITGB1表达水平以及对奥沙利铂的敏感性。结果circRNA调控网络显示,circ_0027189通过miR-455调控ITGB1表达。与si-NC组比较,si-circ_0027189组细胞circ_0027189和ITGB1表达水平降低,miR-455表达水平升高,对奥沙利铂的敏感性降低。与si-NC组比较,si-miR-455组细胞miR-455表达水平降低,ITGB1表达水平升高,对奥沙利铂的敏感性增加。结论circ_0027189通过靶向抑制miR-455表达,提高ITGB1表达水平,最终增加胃癌细胞的耐药性。

基于microRNAs差异分析和网络药理学探讨益母草治疗宫腔粘连相关机制

目的通过microRNAs差异分析、网络药理学及分子对接技术,探讨益母草治疗宫腔粘连(intrauterine adhesion,IUA)的潜在作用靶点及相关机制。方法基于GEO(gene expression omnibus)数据库筛选IUA与健康者的差异miRNA,经multiMiR进行靶基因预测。通过TCMSP(traditional Chinese medicine systems pharmacology)数据库检索益母草有效活性成分及相关靶点,并与miRNA靶基因取交集。利用String平台进行蛋白质互作分析,利用cytoNCA筛选关键靶点。基于R语言进行基因本体(gene ontology,GO)和基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析。利用CB-dock2对关键靶点和活性成分进行分子对接。结果共筛选出与IUA相关的差异miRNA 43个,经靶基因预测后与IUA共有13个交集靶点,GO及KEGG富集分析结果显示,益母草治疗IUA作用机制主要与细胞衰老、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路、PI3K-Akt信号通路等有关。益母草3个特征性活性成分是花生四烯酸、山奈酚、槲皮素,可与蛋白互作网络中相对应的靶点蛋白细胞周期蛋白依赖性激酶4(cyclin-dependent kinase 4,CDK4)、芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AHR)、原癌基因c-myc编码转录因子、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)进行分子对接,主要活性成分能够与核心靶点结合,并展现出较好的亲和力。结论益母草治疗IUA是多成分、多靶点、多通路相互作用的结果,进一步证实了益母草治疗IUA的科学性及有效性,为后续实验提供了研究思路。

基于miRNA-gene调控网络的miRNA重要性评估

MicroRNAs(miRNAs)是一类非编码短序列RNAs分子,它能够与靶基因特异性结合,进而影响靶基因对应的蛋白质产量。单个miRNA可能调节多个基因的表达,同时,单个基因的表达也可能被多个miRNAs所调控。已有研究表明,miRNA可以作为潜在的肿瘤标志物用于癌症的早期诊断和治疗。评价不同miRNAs的重要性对于探究miRNA在各种疾病中的作用具有重要的意义。因此,文章基于miRNA与基因之间的调控网络,提出了一种miRNA重要性评价指标。通过对该指标对miRNAs进行打分排序,排名靠前的miRNAs与疾病相关可能性越大,GO富集分析结果表明,排名靠前的miRNAs具有重要的生物学功能。基于排名靠前的100个miRNAs表达特征,训练SVM分类模型对各种癌症进行分类,实验证明其平均精度达到90%以上。总之,文章提出的miRNA重要性指标对于疾病相关miRNAs的识别以及应用具有重要的指导意义。

融合贝叶斯网络与变权AHP的气量调控系统安全风险动态分析方法

针对往复压缩机组无级气量调控系统故障率较高、对机组安全运行影响大,而现有系统运行风险评价方法难以完成实时、定量分析的问题,提出一种融合贝叶斯网络与变权AHP的气量调控系统安全风险动态分析方法。建立了包含故障类型、故障模式与监测信号的贝叶斯网络模型,得到故障实时发生概率;基于变权层次分析法建立了故障危害性半定量分析模型,计算故障模式影响量化指标;进一步,修正了FMEA方法故障模式风险计算公式,引入故障发生概率,提出了历史故障与实时运行风险计算方法。以实际故障案例数据进行测试验证,结果表明,提出的新方法可量化计算机组实时与历史运行风险,设置归一化的实时运行风险阈值为0.5,以判定检修必要性。研究成果可为往复压缩机及气量调控系统检维修计划的制定提供量化指标。