错误发现率及其扩展和应用

目的:介绍多重假设检验中的错误发现率控制和在此基础上发展起来的q值和局部错误发现率.方法:将Benjamini和Hochberg(BH)控制程序、q值和局部错误发现率应用于一个前列腺癌微阵列数据的基因差别表达分析,控制和估计错误发现率.结果:当错误发现率为0.10时通过BH程序得到60个差别表达基因,q值小于0.10的...     

贝叶斯错误发现率

目的研究多重假设检验中错误发现率的贝叶斯解释和经验贝叶斯估计。方法建立前列腺癌微阵列数据的贝叶斯模型,采用经验的方法估计z值的分布函数和应用Poisson回归方法估计z值的边际密度,然后经验估计贝叶斯错误发现率和局部错误发现率。结果以(-∞,-3]作为拒绝域时错误发现率的经验贝叶斯估计值为0.167,局部错误发现率在0.20以下的基因有58个。结论可从贝叶斯统计的角度解释错误发现率,在高维数据中能够经验地估计错误发现率。     

微阵列数据扰动对错误发现率方法筛选差异表达基因的影响

目的:探讨微阵列数据的扰动对错误发现率(FDR)方法筛选差异表达基因的影响?方法:用计算机模拟仿真的方法,对1 991个结肠癌微阵列基因数据给予不同相对误差限的随机扰动,每个扰动进行1 000次随机模拟;用FDR的ALSU方法对无扰动数据与有扰动数据分别筛选差异表达基因,比较两者之间的重复率;分析数据扰动对每次基因排序位次变化的影响?结果:差异表达基因的单个平均重复率与总体平均重复率都随数据扰动的增加而下降?差异表达越显著的基因,受扰动误差的影响越小;在扰动误差限≤50%时,数据扰动与差异表达基因总体平均重复率呈线性递减趋势,数据扰动误差限每增加1%,总体平均重复率约下降1.85%?扰动误差限越大,基因排序位次的波动越大?结论:数据扰动是导致差异表达基因可重复性差的原因,用计算机模拟的方法可定量探讨数据扰动对差异基因筛选的影响?     

错误发现率的经验估计和应用

目的:研究大规模数据中的密度、无效分布和错误发现率的经验贝叶斯估计和应用。方法:对2个微阵列数据的贝叶斯模型,采用Poisson回归方法估计密度函数,并在此基础上经验估计贝叶斯错误发现率和局部错误发现率。结果:基于Poisson回归方法的密度估计为无效分布和错误发现率的经验贝叶斯估计提供了恰当的方法     

基于微阵列表达数据的可调FPR差异表达基因筛选

目的 基于微阵列表达数据,探索筛选差异表达基因的有效方法.方法 在传统t检验和方差分析的基础上,通过对重复实验数据的随机组合,构建秩统计量和期望秩统计量,通过调节二者的差值作为阈值,计算对应假阳性率(FPR),筛选差异表达基因.结果 将本方法应用于模拟数据集和真实微阵列表达数据上,均取得较好的效果.结论 本方法适用于微阵列表达数据,进行差异表达基因的筛选,并且比传统的方法更具灵活性.     

加权重基因共表达网络分析识别慢性肾脏病 足细胞损伤关键节点基因MAGI 2

目的 通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）识别慢性肾脏病（CKD）足细胞损伤相关的基 因模块与关键基因。方法 从基因表达综合数据库（GEO）中下载包含足细胞损伤体外模型及CKD 患者肾小 球组份的表达谱GSE66107、GSE93798、GSE30528、GSE32591 4 个数据集。利用R 软件包做数据预处理并选 取错误发现率（FDR）<0.05 及差异倍数≥ 1.5 作为差异表达基因（DEG）;结合数据集GSE993395（133 例 CKD 患者肾小球样本）用WGCNA 进行模块化分析并对模块内基因进行功能注释（GO）,根据GO 结果和 含有文献报道的足细胞标准基因（PSG ）情况确定足细胞损伤相关模块,根据模块内基因连接度（Kwithin） 挑选枢纽（hub ）基因;利用Cytoscape 软件及插件Cluego 构建足细胞损伤相关模块基因的加权共表达网络。 结果 4 个数据集共得到 趋势一致的DEG 7 957 个,其中15 个DEG 在4 个数据集中均有差异（coDEG）。 GSE993395 中包含的4 031 个DEG 被用于WGCNA 分析;最终得到12 个基因模块,其中green 模块包含最多的 coDEG 和PSG,进一步通过Kwithin 发现其中同时作为coDEG 和PSG 的MAGI 2 基因是其hub 基因之一。结论 WGCNA 表达网络分析方法是一个高效的系统生物学方法,应用该方法发现CKD 时关键节点基因MAGI 2 在 足细胞损伤中可能起到重要作用。     

基因芯片技术检测鼻咽癌紫杉醇耐药及耐药逆转相关基因的表达

目的:比较药物处理前后鼻咽癌亲本细胞系CNE-1及鼻咽癌紫杉醇耐药细胞系CNE-1/Taxol的基因表达差异,试图发现与鼻咽癌紫杉醇耐药及耐药逆转相关的基因。方法:使用基因芯片检测药物处理前后6组细胞系之间的基因表达差异,运用多重筛选和针对已知耐药相关基因的具体分析相结合的方式进行数据分析。结果:经过多重筛选,筛选出297个差异表达的基因;比较亲本细胞,在耐药细胞中上调或下调超过5倍的有17个基因。通过对已知耐药相关基因的分析,结果显示:具有药物转运作用的ATP结合盒家族中多药耐药基因(MDR1)在各组细胞中都未出现阳性表达; P450家族中CYP1A1在亲本细胞中不表达,在耐药细胞中出现较强的阳性表达,经紫杉醇处理后,其表达进一步大幅下调,顺铂处理后其表达下调;肿瘤坏死因子家族中在耐药细胞系表达下调,经顺铂处理后出现逆向表达增强的基因有TNFAIP1, 3和TNFRSF12A, 21; caspase家族出现差异表达的基因有caspase-4和caspase-6;β-微管蛋白Ⅱ在耐药细胞中表达下调;TSP1在耐药细胞中表达明显下调,经紫杉醇处理后,表达进一步下调,但是,经顺铂作用后,其表达明显上调。结论:可能与鼻咽癌紫杉醇耐药及耐药逆转相关的基因有:经过多重筛选得到的297个差异表达的基因、CYP1A1、部分肿瘤坏死因子家族成员以及另外17个在亲本细胞和耐药细胞之间表达差异超过5倍的基因;结合全部基因数据的多重筛选和已知耐药相关基因的具体分析研究肿瘤细胞耐药及耐药逆转机制是比较理想的方法。     

Stanford A型主动脉夹层差异表达基因生物学通路分析

 目的  通过对急性Stanford A型主动脉夹层患者主动脉组织差异表达基因的通路分析,探讨主动脉夹层的发病机制。方法  应用人类全基因组表达谱微阵列芯片检测急性Stanford A型主动脉夹层患者与器官捐献者主动脉组织的基因表达,GenomeStudio Gene Expression Module v1.0软件进行数据结果分析。采用荧光定量real time PCR验证芯片结果。以KEGG数据库对差异表达基因进行通路分析。结果  筛选出差异表达基因数1 309个,real-time PCR验证结果与芯片检测结果一致。通路分析发现两组之间黏着斑通路的基因表达发生显著变化,同时血管平滑肌收缩通路和肌动蛋白细胞骨架调节通路的基因表达也有显著差异。结论  差异基因通过黏着斑通路、血管平滑肌收缩通路和肌动蛋白细胞骨架调节通路相互作用,可能在急性Stanford A型主动脉夹层的发病机制中发挥了重要作用。     

基于L1000数据集筛选骨质疏松症的潜在治疗化合物

目的:应用L1000微干扰数据集筛选治疗骨质疏松症的化合物,通过多种生物信息学的方法评价及细胞学活性验证,旨在发现新的骨质疏松症治疗药物。方法:在GEO数据库中检索与骨质疏松症相关的数据,利用R语言的limma包对数据集进行基因表达量的差异分析;通过MetaScape数据平台对差异表达基因进行通路富集分析。利用分析得到的骨质疏松症差异基因表达谱,在“连接图”数据库的L1000数据集中,匹配潜在治疗化合物。通过Autodock_Vina软件将匹配化合物与骨代谢靶点进行分子对接研究,利用pkCSM数据库对匹配化合物的ADMET（吸收、分布、代谢、排泄、毒性）特征进行计算分析,通过细胞增殖活性实验对候选化合物的活性进行研究。结果:分析骨质疏松症的表达谱数据集,共获得195个与骨质疏松症相关的差异表达基因,表达量显著上调的基因有127个,表达量显著下调的基因有68个;差异表达基因富集的GO生物过程共有146个;富集的KEGG信号通路共有9条,富集的Reactome基因集共有9个。在L1000数据集中匹配到潜在治疗化合物共10个,分别为己烯雌酚、PLX-4720、美西林、KU-C103428N、土大黄苷、马拉韦罗、奎宁、MST-312、利培酮、CO-102862。通过分子对接研究,发现匹配化合物具有多靶点的特性,与化合物对接活性较好的主要有碳酸酐酶Ⅱ（CAⅡ）、孕酮受体（PGR）、雌激素受体β（ERβ）、骨形态发生蛋白2（BMP2）等骨质疏松症的靶点。通过pkCSM数据库对潜在治疗化合物的ADMET性质计算表明,美西林具有较好的ADME性能和较低的毒性,综合评价较好;细胞增殖实验结果显示20 μg/mL的美西林对成骨细胞的增殖效果最为显著。结论:通过L1000数据集,筛选得到的骨质疏松症治疗候选化合物美西林,具有较好的ADMET特征和促成骨细胞增殖的活性。     

全反式维甲酸诱导胶质瘤细胞侵袭相关基因的差异表达

目的 筛选全反式维甲酸诱导胶质瘤细胞系所致侵袭相关差异表达基因,为进一步研究胶质瘤的侵袭机制提供依据.方法通过运用cDNA微阵列技术比较10μmol/L全反式维甲酸处理前后胶质瘤SHG-44细胞(WHOⅣ级)的基因表达谱,鉴定与胶质瘤侵袭相关的差异表达基因.随机选择数个差异表达基因进行Northern杂交实验,以验证cDNA微阵列结果 的可靠性.结果 实验鉴定出42个差异表达基因,其中表达上调28个、下调14个.4个差异表达基因:CD151、G3BP、UGB和CSTB与胶质瘤的侵袭相关.部分差异表达基因的可靠性为Northern杂交实验所验证.结论 初步揭示全反式维甲酸能诱导胶质瘤细胞侵袭相关基因的差异表达,进一步开展对前述差异表达基因的研究有可能阐明胶质瘤侵袭的基因通路及机制.