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基因芯片表达数据分析方法研究进展1

 万方数据

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基因芯片表达数据分析方法研究进展

作者:张彦琦, 李辉智, 易东

作者单位:张彦琦,易东(第三军医大学卫生统计学教研室,重庆,400038), 李辉智(西南政法大学刑事侦查学院,重庆,400030)

刊名:

重庆医学

英文刊名:CHONGQING MEDICAL JOURNAL

年,卷(期):2005,34(12)

被引用次数:1次

参考文献(25条)

1.Kerr K.Churchill G Statistical design and the analysis of gene expression microarrays 2001

2.Kerr MK.Martin M.Churchill GA Analysis of variance for gene expression microarrays 2000

3.Brown MP.Grundy WN.Lin D Knowledge based analysis of microarray gene expression data by using support,vector machines 2000

4.Bolstad BM.Irizarry RA.Astrand M A comparison of normalization methods for high density oligonucleotide array data based on bias and variance 2000

5.Eisen MB.Spellman PT.Brown PO Cluster analysis and display of genome-wide expression patterns 1998

6.伍亚舟.张彦琦.易东基因芯片表达数据的标准化策略研究[期刊论文]-第三军医大学学报 2004(07)

7.Tusher V.Tibshiranir.Chu C Significance analysis of microarrays applied to ionizing radiation response 2001

8.Reiner A.Yekutieli D.Benjamini Y Identifying differentially expressed genes using false discovery rate controlling procedures 2003

9.Yeung KY.Haynor DR.Ruzzo WL Validating clustering for gene expression data 2001

10.Eisen MB.Brown PO DNA arrays for analysis of gene expression 1999

11.Eisen M.Spellman PL.Brown PO Cluster analysis and display of genomewide expression patterns 1998

12.Ross DT.Scherf U.Eisen MB Systematic variation in gene expression patterns in human cancer cell lines 2000

13.Tamayo P.Slonim D.Mesirov J Interpreting patterns of gene expression with self-organizing

maps:methods and application to hematopoietic differentiation 1999

14.Morgan BJT.Ray APG Non-uniqueness and inversions in cluster analysis 1995

15.Kohonen T Self Organizing Maps 1995

16.Tamayo P.Slonim D.mesiroo J Interpreting patterns of gene expression with self-organizing

maps:methods and application to hematopoietic differentiation 1999

17.Brown M.Grundy W.Lin D Support vector machine classification of microarray gene expression data

18.D'haeseleer P.Liang S.Somogyi R Genetic network inference:from co-expression clustering to reverse engineering 2000(08)

19.Liang S.Fuhrman S.Somogyi R A general reverse engineering algorithm for inference of genetic network architectures 1998

20.Somogyi R.Sniegoski CA Modeling the complexity of genetic networks:understanding multigenic and pleiotropic regulation 1996

21.Chen T.He HL.Church GM Modeling gene expression with differential equations 1999

22.de-Hoon MJ.Imoto S.Kobayashi K Inferring gene regulatory networks from time-ordered gene expression data of Bacillus subtilis using differential equations 2003

23.Weaver DC.Workman CT.Stormo GD Modeling regulatory networks with weight matrices 1999

24.Bellenson JL Expression data and Bioinformatics challenges 1999

25.刘同华基因芯片技术及其在肿瘤研究中的应用[期刊论文]-重庆医学 2003(09)

相似文献(10条)

1.期刊论文刘丽玲.王秀荣.陈化兰DNA微阵列与基因表达研究概况-动物医学进展2003,24(6)

DNA微阵列技术是90年代兴起的一种对成百上千甚至上万个基因同时进行检测的新技术,它具有高通量和并行化的特点,广泛应用于基因表达、预测基因功能、检测基因突变和多态性分析、发现新药物和药物靶器官以及疫苗设计等方面.文章对DNA微阵列的基本原理、DNA微阵列制备技术、杂交信号检测以及数据分析.cDNA微阵列与细胞周期相关基因表达、细菌基因表达、病毒基因表达、肿瘤基因表达进行了概述.

2.学位论文米瑞发外周和中枢神经系统损伤后细胞骨架蛋白基因表达的变化及cDNA微阵列分析1999

cDNA微阵列(cDNA microarray)技术是一种规模化研究诸多生理、病理状态下基因表 达的有效方法,可同时观察上百种基因的表达变化.为了扩展关于神经损伤再生能力差别的分子机制,作者用cDNA微阵列技术观察了小鼠坐骨宰经损伤后3天L<,4-6>脊髓腹角和脊髓半横断损伤后3天皮层感觉运动区内588种已知重要基因的表达变化.论文结果包括以下几个部分:1.坐骨神经损伤后损伤侧大鼠L<,4-6>脊髓腹角运动神经元内三个神经丝蛋白亚基mRNA 的杂交信号明显减弱.2.坐骨神经损伤后损伤侧大鼠L<,4-6>根节大、小感觉神经元内3个神经丝元中的定位与脊髓运动神经元相似.损伤后3、5、7、10、14、21天神经丝-L,-M,mRNA含量也明显减少,损伤后28天恢复至对照水平.3个神经丝蛋白亚基mRNA的变化程度也存在差异.3.脊髓半横断损伤后皮层脊髓神经元中细胞骨架蛋白基因表达有明显变化,但与外周神经元的变化不同.损伤侧皮层感 觉运动区皮层脊髓神经元中α-管蛋白、神经丝-L、-M 、-H mRNA表达明显下调.4.cDNA微阵列杂交放射自显影分析表明,小鼠坐骨神经损伤3天后,损伤侧L〈,4-6>脊髓腹角区微阵列膜上588个已知基因中41个基因表达明显变化.5.在Northern印迹和点杂交分析中β-肌动蛋白cDNA探针常被用来作为RNA上样量的对照,该研究以 我们以往的工作均表明,神经损伤后PNS和CNS神经元中β-肌动蛋白mRNA水平明显变化,提 示β-肌动蛋白cRNA探针不宜作为RNA上样量的阳性对照,至少在神经系统研究中如是.

3.期刊论文宫改云.毛用才.高新波.刘三阳基于模糊c-均值聚类的微阵列基因表达数据分析-西安电子科技大学

学报(自然科学版)2004,31(2)

微阵列技术已成为染色体研究的主要工具,但是它所面临的挑战是如何对海量数据进行分析.利用模糊c-均值聚类对这些数据进行分析,从而发现有差异的基因表达.结果表明,模糊聚类是一种用来为微阵列基因表达数据寻找有差异的基因表达的一种有用工具.

4.学位论文郑永越基于高斯混合模型的微阵列基因表达数据聚类分析2006

随着DNA芯片技术的广泛应用,基因表达数据分析已成为生命科学的研究热点。国内外学者都对基因表达数据的各种经典聚类方法进行了广泛研究,但用基于高斯混合模型的聚类方法进行研究的比较少。DNA微阵列技术是一种研究细胞中基因表达模式的非常有效的技术。这种技术目前面临的主要挑战是如何分析由此产生的大量基因表达数据。如前所述,各种聚类技术被广泛地应用在基因表达数据的分析上,本文采用基于高斯混合模型的聚类方法来分析基因表达数据,并引入了置换检验和较为保守的后验概率调整策略来改进这种方法,取得了较好的效果。本文用到的实验数据是在带有肺炎球菌感染和没有感染的两种实验条件下包含1176个基因的小白鼠基因表达数据。

5.期刊论文邵勇.杨少波.王孟薇.吴本俨.尤纬缔.李红胃癌基因表达谱的cDNA微阵列与聚类分析-中华医学遗传

学杂志2004,21(2)

目的分析胃癌与非肿瘤胃组织中基因表达特征,探讨其生物学意义.方法提取18例进展期胃癌患者术前未行治疗的新鲜肿瘤和非肿瘤胃组织总RNA,逆转录标记cy5和cy3制备cDNA探针,与148个基因组成的cDNA微阵列杂交,应用平均联接等级聚类和微阵列数据显著差异分析(significance analysis of microarrays,SAM)方法分析146个符合入选条件基因的实验数据.结果胃癌与非肿瘤胃组织各被聚为一类,胃癌和非肿瘤胃组织又分别聚为两个亚类.基因在两种组织表达有3个特征,明显基因表达差异表现在特征B和特征C.特征B基因在胃癌组织呈低表达或不表达,特征C基因在胃癌组织呈高表达.在特征

A,T2-S2亚类与T1和T2-S1亚类的基因表达存在差异性,然而13例患者的配对胃癌与非肿瘤胃组织有相似基因表达.结合SAM分析,从特征B和特征C分别检出19个和12个在两种组织间呈差异性表达基因.结论cDNA微阵列实验结果客观地反映了胃癌和非肿瘤胃组织的基因表达特征,可以将胃癌与非肿瘤胃组织各聚为一类.胃癌组织之间基因表达既有相似性,又有异质性,反映了胃癌基因表达变异的复杂性.应用cDNA微阵列技术研究胃癌基因差异性表达特征,有助于阐明胃癌发生、发展的分子基础,为胃癌早期诊断和预后评估的生物标记物研究提供科学依据.

6.学位论文张丽娟微阵列基因表达数据分类问题中的属性选择技术研究2008

近年来,随着微阵列技术的快速发展,人们可以在一次实验中同时测量成千上万个基因的表达水平(通过微阵列技术获得的基因表达数据称为微阵列基因表达数据)。这种高通量的技术为基因表达数据的收集提供了方便,同时也给基因表达数据的挖掘提出了严峻的挑战。

分类是微阵列基因表达数据挖掘的一个重要任务,其目的是根据微阵列基因表达数据对疾病进行分类和诊断,它与传统的分类过程没有区别。然而,微阵列基因表达数据的分类任务更具有挑战性,因为基因数目庞大而样本数目很少。因此,从微阵列基因表达数据的成千上万个基因中识别一少部分对分类任务最有贡献的基因(属性)非常必要。论文借鉴现有的属性选择技术和方法,并基于微阵列基因表达数据的特点,对微阵列基因表达数据上的属性选择问题进行了深入的研究。

在属性选择研究领域,属性相关性是个非常重要的概念,它反映属性对分类任务的重要性。很多属性选择算法直接基于属性相关性概念,并采用这样或那样的相关性度量来评估属性子集的优劣。虽然,属性相关性这个概念在属性选择领域广泛使用,但是,至今仍然没有大家公认的属性相关性定义,相关性度量也很多样化,属性相关性及其与属性选择之间的关系仍然没有得到充分刻画和描述。论文集中于研究属性相关性、更适用于微阵列基因表达数据的属性相关性度量和属性选择方法。

属性相关性度量用来度量属性(属性子集)与类标号之间的相关性。在机器学习和数据挖掘领域存在许多不同的属性相关性度量,不同的度量适合于不同的数据。现有相关性度量中,有些度量适合于有大量样本、且样本服从典型统计分布的数据;有些适合于离散数据。而微阵列基因表达数据不仅样本非常少,而且数据都是连续值,不能满足现有度量的要求。针对这个问题,论文根据灰色系统理论能处理“小样本”和连续值数据的特点,将灰色系统理论中的灰关联分析用于微阵列基因表达数据,用灰关联度量来评估属性相关性,并基于此开发了一个基于灰关联分析的属性选择排列法GR-GRA。

属性相关性在属性选择中是一个非常重要的概念。在机器学习和数据挖掘领域存在很多属性相关性定义,但这些定义大都是定性的,往往仅仅依赖于数据的概率分布,既不考虑相关性度量,也独立于分类器。这样的定义往往会导致一些问题:

由于不同的相关性度量基于不同的理论、具有不同的特点,不考虑相关性度量的定义会导致这样的问题:同一个属性,用一个度量评估时是相关属性,而用另外一个度量评估时可能变为不相关属性,我们无法确定一个属性究竟是相关的,还是不相关的。针对现有定义存在的问题,我们提出依赖于度量的相关性定义,该定义将属性相关性度量包含在其中,用属性相关性度量值的变化来近似地刻画属性的相关性。在这个定义的基础上,我们开发了

一个非常有效的属性选择过滤算法FRADM,并将其用于微阵列基因表达数据。广泛的实验证明了FRADM在微阵列基因表达数据上的优越性能。

很多研究表明独立于分类器的属性相关性定义几乎没有什么用处:根据这样的定义所选择的相关属性不一定就是对分类有用的属性,而不相关的属性也未必都对分类没有作用;并且不同的分类器有不同的偏置,对一个分类器重要的属性对另外一个分类器可能是无用的。为此,我们提出依赖于分类器的属性相关性定义,该定义考虑了分类器的偏置,直接用分类器精度的变化来精确地刻画属性的相关性。基于这个定义我们开发了一个有效的属性选择打包算法WR。微阵列基因表达数据上的大量实验证明WR算法能在最大程度上提高分类器的精度。

论文最后将依赖于度量的属性相关性定义和依赖于分类器的属性相关性定义进行了统一和抽象,形成一个广义的属性相关性定义;根据广义属性相关性定义,将属性选择过滤算法FRADM和打包算法WR统一在一个属性选择算法框架下;在此基础上分析了统一框架下过滤算法FRADM和打包算法WR各自的优缺点,并提出一个新颖的混合策略,在新的混合策略下,实现了一个新颖的混合属性选择算法HFW。

总体而言,本文对于属性选择中的属性相关性及相关性度量进行了深入研究,给出了几个属性相关性定义,提出了适用于微阵列基因表达数据的属性相关性度量,并针对微阵列基因表达数据,开发了几个有效的属性选择算法。对于推进高维数据中的属性选择研究具有一定的理论意义和实用价值。

7.期刊论文牛奕.陈书长微阵列芯片技术及其在MDS基因表达研究中的应用-癌症进展2005,3(1)

MDS是一种恶性骨髓造血干细胞克隆性疾病,研究MDS基因表达对于明确其发生、发展的规律具有重要作用,有助于指导临床分型、治疗和判断预后.微阵列芯片技术是在20世纪90年代逐渐发展起来的一项全新技术,它在分子生物学领域中的应用有力地促进了生物学、医学的发展,促进对多种疾病,尤其是恶性疾病的发病机制的深入认识[1~7].本文综述微阵列芯片技术的基本原理及其在MDS研究中的应用.

8.期刊论文陈宏贤.朱伟民.王大平.牛琼.欧阳侃骨性关节炎大鼠软骨与滑膜基因表达的cDNA微阵列实验研究-中

华创伤骨科杂志2009,11(7)

目的 研究骨性关节炎大鼠滑膜及软骨基因表达谱,探讨骨性关节炎与各种基因的相关性.方法 选取12只Wistar种大鼠,随机分为骨性关节炎模型组和正常对照组,每组6只,骨性关节炎模型组进行骨性关节炎造模.采用cDNA微阵列技术,根据遗传学中心法则,利用基因互补配对原理,用含有588个基因的大鼠基因表达谱芯片从基因表达水平在同一载体上同时进行多基因检测,研究骨性关节炎模型组及正常对照组大鼠滑膜基因表达谱,动态、整体、定量地考察骨性关节炎发生发展过程中基因种类、数量的改变. 结果 骨性关节炎模型组12周时可见关节软骨失去光泽,呈灰黄色,软骨变薄、碎裂,滑膜充血水肿.正常对照组未出现明显的骨性关节炎表现.与正常对照组大鼠软骨及滑膜的基因表达谱相比,骨性关节炎模型组大鼠软骨与滑膜中的差异表达基因共有

82个,主要基因种类包括生长因子类基因、免疫基因、细胞凋亡基因、生长发育基因、疾病相关基因、能量相关基因及其他基因;其中上调基因27个,下调基因55个. 结论 本研究在骨性关节炎大鼠软骨与滑膜中检测出的82个差异表达基因可能与骨性关节炎的发生相关,为进一步基因治疗骨性关节炎提供了重要讯息.

9.学位论文张林杰用微阵列技术检测鼻咽癌的基因表达2002

目的:鼻咽癌发病的主要因素归纳为环境因素、EB病毒(Epstein-BarrVirusEBV)和遗传因素.为寻找肿瘤相关基因,近年来发展了各种检测基因差异表达的技术和方法.微阵列技术是近年来发展起来的检测基因差异表达的最新技术.我们应用微阵列技术检测和分析鼻咽癌的基因表达,谋略深入了解鼻咽癌发生、发展的分子机理,为寻找鼻咽癌相关基因,探索鼻咽癌相关基因间的相互关系,进一步对鼻咽癌进行基因分类,为鼻咽癌的临床诊断、预后及治疗提供大量的信息基础及理论基础.结论:1、应用cDNA表达微阵列描绘了鼻咽癌转移细胞株5-8F、成癌不转移细胞株6-10B与不成瘤细胞株13-9B的基因表达谱,发现了12个可能在细胞恶性表型和转移潜能的维持中起重要作用的基因和14个在有转移潜能的细胞株中特异表达的基因.2、用cDNA表达微阵列通过三个样本池描绘鼻咽癌组织的基因表达谱,分析出317个差异表达基因,并找出6个在三个样本池中表达差异一致的基因.3、首次对各期鼻咽癌组织进行了基因表达谱分析,找出各期独特的差异表达基因、早期和中晚期共同的和独特的差异表达基因及各期共有的差异表达基因.4、构建了320例样本的组织微阵列,以大样本量进一步证实了p16蛋白的缺失与鼻咽癌的发生、发展密切相关;并首次对不同分期的鼻咽癌p16蛋白表达进行分析.5、应用组织微阵列技术,结合间期FISH对鼻咽癌c-myc和c-erbB-2两个癌基因的检测分析发现,鼻咽癌中c-myc和c-erbB-2两个癌基因无扩增,但有8号和17号染色体多体性改变.这两种基因编码的蛋白在鼻咽癌中有程度不同的过表达;其中c-erbB-2癌蛋白过表达与17号染色体多体性有关.

10.期刊论文谢海龙.周晓军.陈洁宇.黄文斌.张丽华.李芳秋.XIE Hai-long.ZHOU Xiao-jun.CHEN Jie-yu.Huang Wen-bin.ZHANG Li-hua.LI Fang-qiu胃癌癌变相关基因表达的cDNA微阵列研究-临床与实验病理学杂志

2005,21(2)

目的建立胃癌基因表达谱,筛选胃癌相关基因.方法用含 10 000个已知基因和 7 000个ESTs(expressed sequence tags)的cDNA微阵列分析胃癌和癌旁正常胃黏膜基因表达谱的变化,半定量RT-PCR研究差异表达基因与胃癌的关系.结果二倍以上的差异表达基因359个,其中在胃癌组织中表达上调271个

,表达下调88个;二倍以上的差异表达ESTs 28个,其中在胃癌组织中表达上调24个,下调4个.RT-PCR进一步证实碳酸酐酶Ⅱ在胃癌组织中存在表达下调,胰岛素样生长因子结合蛋白4在胃癌组织中存在表达上调.结论发现碳酸酐酶Ⅱ、胰岛素样生长因子结合蛋白4可能与胃癌发生有关,为进一步寻找和克隆胃癌相关基因提供了重要的研究线索.

引证文献(1条)

1.高利宏.敖林.胡冉.刘晋祎.黄明辉.杨梦苏.曹佳红霉素致小鼠肝脏毒性效应的基因表达谱变化[期刊论文]-重庆医学 2007(8)

本文链接:https://www.doczj.com/doc/dd13846794.html,/Periodical_cqyx200512065.aspx

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