基于差異變異性的疾病關(guān)聯(lián)基因分析平臺的搭建.pdf

1、伴隨著生物信息學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，生物信息學(xué)逐漸滲入到各個(gè)領(lǐng)域之中。特別在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中生物信息學(xué)起到了顯著的作用，其中最直接的貢獻(xiàn)就是發(fā)展了疾病關(guān)聯(lián)基因的分析方法。通過研究基因在疾病條件下相比正常條件下的基因異常表達(dá)，以顯著差異表達(dá)作為疾病關(guān)聯(lián)的重要指標(biāo)，研究者們利用疾病關(guān)聯(lián)基因分析方法發(fā)現(xiàn)了許多復(fù)雜疾病的關(guān)聯(lián)基因，直接促進(jìn)了生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展，成為了人類對抗疾病的一把鋒利刀刃。
　　但目前的疾病關(guān)聯(lián)基因分析采用的組間基因差異表達(dá)分析

2、方法以均值為基準(zhǔn)，傾向于辨識出表達(dá)量均值有顯著變化的基因，卻忽略了表達(dá)量方差有顯著變化的基因，這對異質(zhì)性疾病關(guān)聯(lián)基因的分析并不有效。針對這個(gè)問題，本文設(shè)計(jì)并搭建了一個(gè)基于差異變異性的疾病關(guān)聯(lián)基因分析平臺。平臺利用患者和非患者兩組不同條件下的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)，基于多維度的魯棒馬氏距離，結(jié)合GO和MsigDB數(shù)據(jù)庫的功能注釋體系和基因集功能富集分析思想，有效地處理疾病異質(zhì)性導(dǎo)致的基因表達(dá)變異性問題，并實(shí)現(xiàn)了疾病顯著關(guān)聯(lián)功能基因子集的辨識功能，

3、從生物學(xué)角度更形象地分析疾病的發(fā)生機(jī)理。不僅如此，平臺還提供以功能基因子集為單位，進(jìn)一步對子集中的基因進(jìn)行疾病關(guān)聯(lián)程度分析和繪制基因間關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖的功能。
　　考慮到靈活與效率的平衡，平臺根據(jù)離線和在線的形式分別構(gòu)建了軟件平臺和網(wǎng)站平臺。其中軟件平臺系統(tǒng)采用Windows系統(tǒng)下的.NET框架，將WindowsForms作為窗口設(shè)計(jì)模板，利用C＃語言進(jìn)行編寫，主要用于用戶的離線使用。使用軟件平臺可以充分利用用戶的硬件資源，更加高效靈活

4、地處理較大數(shù)據(jù)文件的疾病關(guān)聯(lián)基因分析;而網(wǎng)站平臺系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)、LAMP的技術(shù)方案、ThinkPHP的開發(fā)框架，基于MVC模式和三層架構(gòu)開發(fā)。網(wǎng)站主要用與提供跨終端的在線疾病關(guān)聯(lián)基因分析。軟件和網(wǎng)站都利用了MATLAB公司提供的非商業(yè)免費(fèi)的MCR編譯器將MATLAB程序分別編譯為.NET動(dòng)態(tài)鏈接庫供以及C應(yīng)用程序，分別使用C＃和PHP與MATLAB程序進(jìn)行混編，從而結(jié)合各類程序的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)。
　　本文開發(fā)的疾病基因關(guān)聯(lián)分析平