蚁群优化算法构建乳腺癌中miRNA调控的关键基因互作网络

目的筛选ER阳性乳腺癌中受miRNA调控的关键基因,以此构建乳腺癌中miRNA-mRNA互作网络,进而了解ER阳性乳腺癌的调控机制,为筛选ER阳性乳腺癌诊断预后的生物标志物和治疗靶点打下基础。方法利用MCF-7细胞系的AGO-IP(HITS-CLIP Protocol for Argonaute)高通测序实验数据,发现miRNA对mRNA的真实调控关系,并以此构建基于RNAs诱导的沉默复合体(RNA-induced silencing complex,RISCs)miRNA-mRNA调控模组。根据调控模组利用蚁群优化算法在基因互作网络中筛选关键基因,构建ER阳性乳腺癌中miRNA调控下的关键基因互作网络,并对关键基因进行功能分析。结果本研究筛选出106个关键基因,244个调控关键基因的miRNA。根据乳腺癌中miRNA调控的关键基因互作网络识别出了 YWHAG、EP300、CHEK1、SMAD2、SMAD1、SYK、FGFR1、PIK3R2、IRS1、TGFBR2、CHUK和CSDE1等12个hub基因;并发现了hsa-miR-940、hsa-miR-545-3p、hsa-miR-3065-5p、hsa-miR-15a-5p、hsa-miR-181b-5p、hsa-miR-16-5p、hsa-miR-765、hsa-miR- 4723-5p 、hsa-miR-454-3p、hsa-miR-374a-5p、hsa-miR-34a-5p、hsa-miR-30e-5p、hsa-miR-19a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-miR-149-5p和hsa-miR-128-3p等16个hub miRNA。这些基因主要对肿瘤细胞的增殖、侵袭、化疗抗性、放疗抗性和耐药性起重要作用。结论本研究筛选出的关键基因及调控关键基因的miRNA对ER阳性乳腺癌的耐药性、化疗抗性、放疗抗性及肿瘤细胞的增殖、侵袭有重要调控作用,对ER阳性乳腺癌临床治疗及预后起到重要参考作用。

Construction of key gene interaction network of miRNA regulation in breast cancer by ant colony optimization

ZHANG Yunxian;WANG Yamei;ZHOU Ping(School of Biomedical Engineering,Capital Medical University,Beijing 100069;School of Medical Sciences,Capital Medical University,Beijing 100069)