基于小波包变换的基因微阵列数据预处理方法

目的:基于阿尔茨海默病微阵列基因表达数据,分析研究微阵列基因表达数据预处理的新的有效方法.方法:首先采用标准差滤波、FSC(特征记分准则)和WPT-SAM(小波包变换-微阵列数据显著性分析)方法对微阵列基因表达数据进行预处理,比较处理后获得的基因数和FDR值;然后采用分类聚类方法对处理后的数据进行分类聚类和分层决策聚类,比较分类聚类结果.结果:标准差滤波和FSC方法获得的初筛基因数据较WPT-SAM方法多,但FDR值也高、后续分类聚类结果较WPT-SAM方法差.结论:WPT-SAM方法在预处理微阵列基因表达数据中,是比较灵活理想的分析方法.     

一种基于类均值的肿瘤基因芯片数据的标准化方法

：分析了当前常用的标准化方法在肿瘤基因芯片中引起错误分类的原因,提出了一种基于类均值的标准化方法．该方法对基因表达谱进行双向标准化,并将标准化过程与聚类过程相互缠绕,利用聚类结果来修正参照表达水平．选取了5组肿瘤基因芯片数据,用层次聚类和K-均值聚类算法在不同的方差水平上分别对常用的标准化和基于类均值的标准化处理后的基因表达数据进行聚类分析比较．实验结果表明,基于类均值的标准化方法能有效提高肿瘤基因表达谱聚类结果的质量．     

基于遗传算法的基因表达数据的K-均值聚类分析

聚类算法在基因表达数据的分析处理过程中得到日益广泛的应用。本文通过把K-均值聚类算法引入到遗传算法中,结合基因微阵列的特点,来讨论一种基于遗传算法的K-均值聚类模型,目的是利用遗传算法的全局性来提高聚类算法找到全局最优的可能性,实验结果证明,该算法可以很好地解决某些基因表达数据的聚类分析问题。     

微阵列数据的多目标免疫优化双聚类

DNA微阵列技术的发展为基因表达研究提供更有效的工具。分析这些大规模基因数据主要应用聚类方法。最近,提出双聚类技术来发现子矩阵以揭示各种生物模式。多目标优化算法可以同时优化多个相互冲突的目标,因而是求解基因表达矩阵的双聚类的一种很好的方法。本文基于克隆选择原理提出了一个新奇的多目标免疫优化双聚类算法,来挖掘微阵列数据的双聚类。在两个真实数据集上的实验结果表明该方法比其他多目标进化双聚娄算法表现出更优越的性能。     

基于基因差异表达的微弱信号识别疾病相关功能

当两组样本间基因表达的差异程度较低或样本量较少时,采用通常的错误发现率(falsediscovery rate,FDR)控制水平(如5%或10%),可能无法识别足够多的差异表达基因以进行后续的功能富集分析。然而,功能富集分析对差异表达基因中的错误发现具有一定的稳健性。所以,采用较低的FDR控制水平(即允许较高的FDR)识别差异表达基因,可能可以可靠地发现疾病相关功能。本文分析了5套研究乳腺癌转移的基因表达谱,通过其中差异表达信号较强的3套数据,论证了即使差异表达基因的FDR达到25%,功能富集分析的结果仍具有较高的稳健性。然后,在另外2套差异表达信号微弱的数据中,采用25%的FDR控制水平筛选差异表达基因来进行功能富集分析,并与前述3套数据的功能富集结果做比较。结果显示,采用较低的FDR控制水平筛选差异表达基因,仍然可以可靠地识别乳腺癌转移相关功能。分析结果也提示,在乳腺癌转移过程中,一些功能较为宽泛的生物学过程(如细胞分裂、细胞周期和DNA复制等)整体受到了扰动,反映出乳腺癌转移是一种涉及广泛基因表达改变的系统性疾病。     

基于蒙特卡洛模拟分析不同基因集方法的效能

目的:探索差异表达基因集(DEGs)筛选的有效方法.方法:基于蒙特卡洛模拟比较Efron's GSA、SAFE、Globaltest、PCOT2等四种基因集方法在分析微阵列数据时的统计推断能力.结果:Globaltest和PCOT2两种基于模型构建的基因集方法在处理模拟微阵列数据时效能相当,Globaltest略优于PCOT2,而Effort's GSA、SAFE方法检验效能低下.结论:Globaltest是一种较有效的微阵列数据分析方法.     

基于SVM和平均影响值的人肿瘤信息基因提取

基于基因表达谱的肿瘤分类信息基因选取是发现肿瘤特异表达基因、探索肿瘤基因表达模式的重要手段。借助由基因表达谱获得的分类信息进行肿瘤诊断是当今生物信息学领域中的一个重要研究方向,有望成为临床医学上一种快速而有效的肿瘤分子诊断方法。鉴于肿瘤基因表达谱样本数据维数高、样本量小以及噪音大等特点,提出一种结合支持向量机应用平均影响值来寻找肿瘤信息基因的算法,其优点是能够搜索到基因数量尽可能少而分类能力尽可能强的多个信息基因子集。采用二分类肿瘤数据集验证算法的可行性和有效性,对于结肠癌样本集,只需3个基因就能获得100%的留一法交叉验证识别准确率。为避免样本集的不同划分对分类性能的影响,进一步采用全折交叉验证方法来评估各信息基因子集的分类性能,优选出更可靠的信息基因子集。与基它肿瘤分类方法相比,实验结果在信息基因数量以及分类性能方面具有明显的优势。     

基于基因表达谱的肿瘤分型和特征基因选取

在分析基因表达谱数据特性的基础上,提出了一个将之用于肿瘤分子分型和选型和选取相应亚型特征基因的策略。该策略包括三个步骤：首先采用一个无监督的基因过滤算法以降低用于分型计算的数据的噪声,其次提出了一个概率模型对样本中的分类结构进行建模,最后基于聚类的结果采用相对熵的方法获得对分类贡献大的基因作为特征基因,应用该策略对两个公开发表的数据集进行了再挖掘,结果表明不但获得了其他方法可以得到的信息,而且还提供了更精细、更具有显著生物学意义的信息,具有明显的优越性。     

随机森林：一种重要的肿瘤特征基因选择法

特征选择技术已经被广泛地应用于生物信息学科,随机森林（random forests,RF）是其中一种重要的特征选择方法。利用RF对胃癌、结肠癌和肺癌等5组基因表达谱数据进行特征基因选择,将选择结果与支持向量机（support vector machine,SVM）结合对原数据集分类,并对特征基因选择及分类结果进行初步的分析。同时使用微阵列显著性分析（significant analysis of microarray,SAM）和ReliefF法与RF比较,结果显示随机森林选择的特征基因包含更多分类信息,分类准确率更高。结合该方法自身具有的分类方面的诸多优势,随机森林可以作为一种可靠的基因表达谱数据分析手段被广泛使用。     

NSCLC分类及生存分析预测的全基因组特征基因识别

基于NSCLC(非小细胞肺癌)子类分类在临床和生物医学研究方面的意义,利用全基因组基因表达水平(GE)和甲基化(ME)水平的微阵列数据对NSCLC子类分类进行全基因组特征基因识别分析。针对全基因组微阵列数据的高噪声、超高维小样本特性,利用弹性正交贝叶斯算法对全基因组基因进行递归筛选,识别分类精度最优的特征基因集。以TCGA的490的基因表达数据和378个甲基化数据为例,分别识别出52个GE特征基因和25个ME特征基因,相应的分类准确率分别为99%和98%。结合特征基因和临床数据建立的多变量Cox模型明确说明了特征基因在病人生存分析方面的重要作用:仅利用相应的基因表达数据和甲基化数据即可对病人样本的"高/低风险"进行正确分类,显著性水平均低于0.05。特征基因参与的代谢通路与p53、TGF-beta、Wnt等重要的癌症分类和发展的代谢通路的密切关系进一步证实了特征基因对NSCLC分类的重要性。     

结核分枝杆菌肝素结合血凝素蛋白的表达、纯化及免疫学特性的初步研究

目的:克隆肝素结合血凝素(HBHA)基因,并在大肠杆菌中进行表达和纯化,利用获得的蛋白进行免疫学特性的初步研究。方法:用PCR方法从结核分枝杆菌H37Rv基因组扩增出HBHA基因片段,克隆至pMD18-T载体中,序列测定正确后,将其亚克隆到表达载体pQE80L并在大肠杆菌DH5α中表达,表达蛋白经SDS-PAG及Western-blot分析后,亲和层析法纯化蛋白。获得的蛋白免疫BALB/c小鼠,测定血清抗体水平及IgG2a/IgG1比例。结果:克隆了HBHA基因,并成功表达该蛋白,SDS-PAGE及Western-blot分析表明表达产物正确。通过亲和层析法得到28kD纯化蛋白,与文献报道相符,诱导小鼠可使CD4+和CD8+细胞数明显增加。结论:成功获得了纯化的HBHA蛋白,明确了HBHA蛋白的免疫学特性,为进一步研究HBHA蛋白的致病机理及新型疫苗的开发提供了实验依据。     

两种Ames试验方法在槲皮素致突变试验中灵敏度的研究

目的:通过传统Ames试验与改进彷徨试验对槲皮素的致突变试验结果,比较两种试验的灵敏度。方法:Ames试验方法采用平板掺入法,选择3.2、16、80、400、2000μg/mL 5个剂量组的槲皮素在有或无代谢话化条件下处理鼠伤寒沙门氏菌株TA98和TA100 48小时后计数回复突变菌落数;改进彷徨试验采用96孔板法,选择0.128、0.64、3.2、16、80μg/mL 5个剂量组的槲皮素在有或无代谢活化条件下处理鼠伤寒沙门氏菌株TA98和TA100 24小时后计数变色孔数。结果:Ames试验结果显示槲皮素在80-2000μg/mL回复突变菌落数明显增加并超过对照2倍并有明显剂量反应关系,Ames试验结果阳性;改进彷徨试验结果显示槲皮素在0.64-80μg/mL变色孔数明显增加(P<0.01),并有剂量反应关系,结果为阳性;而在0.64-16μg/mL剂量下,改进彷徨试验能检测出阳性结果,而Ames试验未检测出阳性结果。结论:在较低浓度时,改进彷徨试验能检测出Ames试验检测不出的阳性结果,表明改进彷徨试验灵敏度较Ames试验高。     

人甲状腺髓样癌TT细胞胃动素基因表达的调控(英文)

目的:研究人甲状腺髓样癌TT细胞系中胃动素基因表达调控。方法:通过人甲状腺髓样癌TT细胞体外培养,观察经cAMP,生长激素或甲状腺雌激素诱导后,胃动素表达的改变以及胃动素对TT细胞生长、侵袭和转移的影响。结果:甲状腺髓样癌TT细胞表达胃动素mRNA,胃动素可抑制TT细胞的生长。当胃动素基因沉默后,TT细胞转移和侵袭能力增加。当TT细胞分别经cAMP、胃动素、生长激素或甲状腺刺激素孵育48小时后,胃动素基因转录增加,降钙素基因相关肽与胃动素mRNA比值持续下降。环磷酸腺苷可降低TT细胞增殖和c-myc基因的表达。结论:人甲状腺髓样癌细胞生长活性可能与甲状腺C细胞(低的降钙素基因相关肽与胃动素比率)分化的表型有关。     

共同性外斜视内直肌Myf-5表达研究

目的:观察共同性外斜视患者内直肌中Myf-5的表达变化,探讨其在共同性外斜视发病机制中的作用。方法:收集青岛大学医学院附属医院2009年12月-2010年11月住院手术治疗的共同性外斜视病人获得的内直肌段为斜视组,共16例。另选同期行眼球摘除或角膜移植供体取得的内直肌为成人对照组(共6例)。所有的内直肌段固定切片后行Myf-5免疫组织化学染色,测Myf-5在眼外肌中表达的平均光密度值,对两组间平均光密度值进行比较。结果:Myf-5的平均光密度值在斜视组0.024±0.041,对照组0.233±0.024,两者差异具有统计学意义(P<0.01)。结论:眼外肌中Myf-5表达的降低可能与斜视的发病有关。     

检测低拷贝数HBV DNA含量的临床研究

目的:了解不同试剂在应用实时荧光定量聚合酶链反应(FQ-PCR)以及巢式PCR方法在检测低拷贝数的HBV DNA量的差异与灵敏度。方法:用上海复星医学科技发展有限公司(A方法)检测出了68例HBV DNA结果为5.1×101-1.0×103拷贝数/亳升的低拷贝数标本。然后,三家不同公司的试剂(方法 B、方法 C、方法 D)对这些样本进行复核。另外,巢式聚合酶链反应PCR法检测此68例标本。随访巢式PCR结果为阳性的10例低拷贝数HBV DNA的病人。结果:用四种方法(A、B、C、D)检测的68个样本的HBV DNA拷贝数结果如下:无拷贝(0,9,12,4);101-102(21,17,18,22);102-103(47,36,28,35),大于103(0,6,10,7)。同时,用巢式聚合酶链反应检测此68例标本,有55例检测为阳性,有13为阴性结果。巢式PCR结果为阳性的10例低拷贝数HBV DNA含量的病人,随访发现此10病人有8例均在1~3月后出现HBV DNA的反跳,并伴肝功能的不正常,其HBV DNA的含量均在104拷贝数/毫升以上。结论:目前所用的实时荧光定量聚合酶链反应(FQ-PCR)的方法和试剂对低拷贝数HBV DNA存在不稳定性和不确定性。巢式PCR法对低拷贝数HBV DNA的检测灵敏度要远高于实时荧光定量PCR法。该研究提示测对抗病毒治疗过程中患者进行低拷贝数HBV DNA的检将提供有效的药物评价和预后信息。     

黄芪多糖结构及其单糖组成的气相色谱-质谱研究

目的:研究不同样品黄芪多糖的结构和单糖组成差异。方法:采用闪式提取、乙醇沉淀法从黄芪根部提取多种多糖化合物,脱除蛋白、凝胶层析后的多糖化合物经水解、乙酰化后利用气相色谱-质谱法分析黄芪水溶性多糖中单糖组成、结构及其比例,将同样的方法应用到8个不同产地或不同级别的黄芪样品中。结果:黄芪多糖所含单糖种类主要有L-鼠李糖、L-阿拉伯糖、D-木糖、L-木糖、D-核糖、L-核糖、D-半乳糖,D-葡萄糖,D-甘露糖,且不同黄芪样品所含黄芪多糖里含有的单糖种类及含量有较大差别。结论:该研究可为黄芪品种甄别及黄芪多糖品质分析提供参考。     

微量白蛋白尿与2型糖尿病合并代谢综合征的相关性

目的:探讨2型糖尿病(T2DM)患者微量白蛋白尿与代谢综合征(MS)的相关性。方法:282例T2DM患者根据是否合并MS分为MS组(163例)和非MS组(119例),测定24h尿白蛋白(UAlb)及相关生化指标,比较两组UAlb水平及糖尿病肾病(DN)患病率,采用多元Logistic回归方法分析T2DM患者微量白蛋白尿的危险因素。结果:MS组的UAlb及DN患病率明显高于非MS组,且随着MS组分增加,UAlb水平显著升高。多元Logistic回归分析表明甘油三酯、糖化血红蛋白、收缩压为影响UAlb的独立危险因素。结论:T2DM患者微量白蛋白尿与MS密切相关,需采取综合干预措施避免或延缓DN的发生发展。     

三氧化二砷对胶质瘤U251细胞侵袭迁移和MMP2表达的影响

目的:研究三氧化二砷(As2O3)在体外对胶质瘤U251细胞侵袭迁移及金属基质蛋白酶2(MMP2)表达的影响。方法:采用台盼兰法(MTT法)观察As2O3对U251细胞粘附能力的影响;Transwell侵袭小室测定法检测As2O3对U251细胞侵袭能力的影响;明胶酶谱实验和逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)方法观察As2O3对金属基质蛋白酶2(Matrix metalloproteinase2,MMP2)在U251细胞中表达的影响。结果:As2O3能够降低U251细胞粘附能力,Transwell实验中药物处理组穿膜细胞数明显低于对照组(P<0.01),As2O3不但降低MMP2前体蛋白的表达,而且影响其mRNA的表达。结论:As2O3能够有效抑制胶质瘤U251细胞的侵袭迁移,其作用机制可能与As2O3下调胶质瘤U251细胞中MMP2的表达有关。     

缺氧预处理神经干细胞移植对大鼠急性脊髓损伤后神经胶质细胞凋亡及脊髓空洞形成的影响

目的:研究缺氧预处理神经干细胞(NSCs)移植对大鼠急性脊髓损伤(ASCI)后神经胶质细胞凋亡及脊髓空洞形成的影响。方法:将30只SD大鼠分为假手术对照组;脊髓损伤组;去铁敏组;普通NSCs组;缺氧预处理NSCs组。制成脊髓损伤模型,移植后观察脊髓神经胶质细胞凋亡情况及脊髓空洞形成情况。结果:经去铁敏缺氧预处理培养的NSCs与常规培养的NSCs无明显形态学变化。移植术后7d,缺氧预处理NSCs移植能显著减少脊髓损伤周围区神经胶质细胞的凋亡数量,减少脊髓空洞形成。结论:缺氧预处理NSCs移植能明显抑制大鼠急性脊髓损伤后神经胶质细胞凋亡,减少脊髓空洞的形成。     

CYP3A5基因单核苷酸多态性rs3800959与氯吡格雷抵抗的相关性研究

目的:探讨细胞色素P450 3A5基因(CYP3A5)单核苷酸多态位点rs3800959与氯吡格雷抵抗(Clopidogrel resistance,CR)发生的关系。方法:于2010年3月至2011年10月期间,连续入选在沈阳军区总医院心内科住院的接受标准双联抗血小板治疗(阿司匹林+氯吡格雷)的冠心病患者共800例。以光学比浊法测定20μmol/L浓度ADP诱导的残余血小板聚集率(Residual plateletagglutination,RPA),并定义RPA≥70%为CR,所有入选患者分为CR组和氯吡格雷非抵抗组(Non-clopidogrel resistance,NCR)。所有入选病例提取血液白细胞基因组DNA后,采用直接测序的方法测定CYP3A5基因rs3800959单核苷酸多态位点的基因型及等位基因。结果:所入选的800例病人中,CR组为150例,NCR组为650例,CR发生率为18.75%。rs3800959基因型频率在CR组为TT型110例(73.3%)、CT型39例(26.0%)及CC型1例(0.7%);NCR组rs3800959基因型频率分别为477例、159例及14例(73.4%、24.5%及2.1%)。两组间各基因型频率分布无统计学差异(P=0.460,x2=1.554);T、C等位基因分布频率在两组间亦无明显差异(P=0.784,OR=0.942,95%CI=0.655~1.356)。结论:CYP3A5基因单核苷酸多态位点rs3800959与冠心病人CR的发生无相关关系。