基于Disease Ontology的疾病相似性和基因相似性研究

论文摘要

Disease Ontology（DO）的构建促使了疾病和疾病风险因子的研究，通过它，我们可以用语义相似性的测度来研究疾病间的相似性，同时，通过基因关联的相似疾病来理解基因之间的相似性，又可以帮助我们更好的理解疾病的异质性和疾病的致病机理。因此，为了方便的实现以上功能，我们在DO体系下构建了一个R软件包---DOSim。DOSim可以用来实现计算疾病之间的相似性，基因在疾病层面的相似性以及其他功能，包括富集分析，模块挖掘，模块多层注释，模块可视化和挖掘特定疾病的子有向无环图等。DOSim能反映疾病相关基因的模块特性，帮助我们更好理解疾病的复杂致病机理。通过利用DOSim中疾病相似性计算这一功能，我们对128种不同的癌症计算相似性矩阵，然后通过应用层次聚类方法，发现这128种癌症间呈现模块特性，并且发现相同模块下的疾病中DO有向无环图中呈现层次结构。此外，我们利用DOSim对361个肥胖相关基因进行基因功能相似性计算，并揭示了肥胖的复杂病理机制。同时，对361个肥胖相关基因进行模块挖掘和模块多层注释功能帮助我们更好的理解了肥胖疾病的异质性特性。DOSim可以从CRAN上获得，或者从我们的项目主页上获得，其网址是：http://bioinfo.hrbmu.edu.cn/dosim

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 复杂疾病及分类体系概述
• 1.1.1 复杂疾病概述
• 1.1.2 Disease Ontology
• 1.2 疾病相似性和基因相似性
• 1.2.1 疾病相似性方法概述
• 1.2.2 基因相似性方法概述
• 1.3 R 语言概述
• 第2章 语义相似性
• 2.1 本体论概述
• 2.2 语义相似性研究中生物学中的意义和进展
• 2.2.1 现有节点语义相似性方法概述
• 2.2.2 现有基因语义相似性方法概述
• 第3章 疾病相似性和基因相似性等在 R 中的实现
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 Disease Ontology 的基因注释数据
• 3.1.2 疾病相似性算法
• 3.1.3 基因相似性算法
• 3.1.4 疾病基因模块挖掘及多层注释
• 3.1.5 基因的 Disease Ontology 富集分析
• 3.1.6 描述和可视化 DO 结构和疾病节点
• 3.2 结果
• 第4章 DOSim 软件实例应用
• 4.1 癌症相关疾病的网络构建及其分析
• 4.2 肥胖相关基因模块构建及其分析
• 4.3 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 攻读硕士学位期间参加课题工作
• 个人简历