查詢與分析癌症相關微型核醣核酸之整合性平台

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Title:	查詢與分析癌症相關微型核醣核酸之整合性平台
Authors:	羅琮傑
Contributors:	Department of Biomedical informatics?
Keywords:	微型核醣核酸;表達量profile;抑癌基因;致癌基因皮爾森相關係數;Spearman 排名相關係數;CpG-island;microRNA 叢集;脆弱地帶
Date:	2011
Issue Date:	2011-09-09 06:27:58 (UTC+0)
Publisher:	Asia University
Abstract:	背景微型核醣核酸(microRNA)為一種非編碼核醣核酸(Non-Coding RNA),此種核醣核酸藉由標靶訊息核醣核酸來影響轉錄反應及抑制訊息核醣核酸的表現。最近的研究證據顯示，為行核醣核酸的可能功能為致癌基因(Oncogene)及抑癌基因(Tumor Suppressor Gene)。本研究域整合多種生物資料，以探討微型核醣核酸調控癌症的可能性。本研究主要分成三部分。第一個部分即是建立一個能準確識別與癌症有關的microRNA標靶基因的查詢平台。第二部分是使用相關係數來定量microRNA與 mRNA 之間的表達關係。第三個部分是分析癌症相關的microRNA與疾病相關的染色體之間的相關性。本論文以本研究室過去研究的基礎為主要架構，繼續向外延伸探討如下的議題: (1) 依據三個資料庫整合出致癌基因與抑癌基因。 (2) 整合TRANSFAC? 資料庫提供的轉錄因子的訊息。 (3) 再將篩選的記錄與 OMIM、KEGG和mir2Disease 疾病資料庫中所記錄的癌症資料進行比較，使用投票計分來量化比較之結果。當微型核醣核酸在 OMIM, miR2Disease 或KEGG 這些三個資料庫中有記錄癌症相關的訊息時，就給予一分, 滿分最高為三分，依此評分來提高此平台的可用性。 (4) 藉由T-test 與Fisher’s exact test 來分析癌症相關的microRNA與疾病相關的染色體之間的相關性。方法本研究藉由 miRbase和TarBase資料庫所提供的微型核醣核酸及其經實驗技術驗證過的標靶基因 (Target gene) 資料，並整合TAG, MKSCC, NCKU所公開的癌症細胞株核醣核酸 (RNA) 表現資料集，以皮爾森相關係數 (Pearson Correlation Coefficient, PCC) 及 Spearman 排名相關係數 (Spearman Rank Correlation Coefficient, SRC) 量化微型核醣核酸及其標靶基因於九種癌症表現相關程度。利用統計分布與 T-test來探討微型核醣核酸及其標靶基因是否呈現負相關的相對記錄。近年研究發現，microRNAs 位於染色體脆弱地帶、位於微型核醣核酸叢集或靠近CpG-island時，會導致疾病發生。本研究藉由Fisher’s exact test去探討癌症相關的microRNA位於上述的區域時與癌症之間的相關性。再將篩選的記錄利用 OMIM、KEGG和mir2Disease 疾病資料庫中所記錄的癌症資料進行比較，並使用投票計分來量化比較之結果。結果本研究藉由整合microRNA、癌症相關基因、 microRNA 標靶基因、表達量資料和基因體之特徵訊息，將其架設成一個網路平台供大家使用。其網址存取位址為 http://ppi.bioinfo.asia.edu.tw/mirna_target. 標靶基因對癌症關係可區分為cleavage和repression兩個總類。本研究使用統計分佈與T-test個別分析此兩種標靶基因與微型核醣核酸之間的想關性是否呈現負相關的相對記錄，結果顯示沒有任何顯著的呈現負相關的相對記錄。但是，標靶基因總類為cleavage的microRNA – mRNA表現量總百分比的確有稍高的比例傾向負相關，即超過 50％。本研究使用閾值為0.05的 Fisher’s exact test 來量化當微型核醣核酸位於染色體脆弱地帶、位於基因叢集或著靠近CpG-island時，其微型核醣核酸與其標靶癌症相關基因的相關程度。結果顯示微型核醣核酸靠近於 CpG–island 區域時與癌症基因標靶，較易導致癌症的發生。利用OMIM、KEGG和mir2Disease 疾病資料庫中所記錄的癌症資料進行比較的結果顯示使用相關係數之計算可預測一部份的微型核醣核酸標靶物為癌症基因。討論本研究藉由調查 NCI-60所公開的癌症細胞株核醣核酸表現資料集來探討微型核醣核酸在腫瘤生成中扮演哪種角色。以皮爾森相關係數及 Spearman 排名相關係數量化微型核醣核酸及其標靶基因於癌症的核醣核酸表現相關程度。計算後的結果再以四種與癌症相關的資料庫加以註解。最後證實許多假定的 microRNA-mRNA pairs 與癌症相關。另外運用 Fisher’s exact test 量化微型核醣核酸與其標靶癌症相關基因的相關程度；其結果證實 microRNA靠近於 CpG–island時與癌症基因標靶，較易導致癌症的發生。本研究主要的優勢在於所用的資料皆經過實驗證實。
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