基于组织特异性路径与基因突变的肝癌药物重定位研究

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1、基于组织特异性路径与基因突变的肝癌药物重定位研究作者姓名许凤丹指导教师姓名、职称鱼亮副教授申请学位类别工学硕士万方数据万方数据学校代码10701学号1403121721分类号TP30密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于组织特异性路径与基因突变的肝癌药物重定位研究作者姓名：许凤丹一级学科：计算机科学与技术二级学科：计算机应用技术学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：鱼亮副教授学院：计算机学院提交日期：2017年6月万方数据万方数据Drugrepositioningstudyforhepatocellularcarcinomabasedontiss

2、ue-specificpathwayandgenemutationAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinComputerApplicationTechnologyByXuFengdanSupervisor:YuLiangAssociateProfessorJune2017万方数据万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指

3、导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅

4、、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：万方数据万方数据摘要摘要肝癌是威胁人类健康的一个主要的问题，每年有超过70万人被确诊患有这种癌症。在肝癌治疗过程中往往会出现耐药性问题，导致有效的治疗药物不断减小，到最后会出现无药可用的问题。一项新药的研发是非常耗费财力与时间的，并且其中也伴随着较高的风险成本。药物重定位可以发掘旧药潜在的功效，这些潜在的功效可

5、以治愈原本不在它疗效范围内的疾病。药物重定位降低了药物研发的时间和金钱成本。现有的药物重定位方法仅考虑了数学统计上的差异，而丢弃了许多重要的生物信息。本文从不同方面提出了两种新的方法来解决这个问题。第一种方法基于KEGG功能路径和组织特异性网络，提出一种基于KEGG路径预测药物与肝癌相关性的方法。首先，将与肝癌有关的基因投射到肝脏的组织特异性蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络中，得到了HCC组织特异性基因集合。然后，根据肝癌的组织特异性基因集合，我们通过DAVID路径富集分析提取了12条KEGG路径。最后，基于Kolmogorov-Smirnov

6、统计方法计算的药物对路径的治疗得分。我们发现了6个与肝癌可能存在关联关系的药物。此外，我们从比较毒理学数据库（CTD）、PubMed文献验证、与已知肝癌治疗药物之间的相似性和KEGG路径等方面对结果进行了验证分析。第二种方法从人类体细胞基因突变角度出发，提出一种基于突变数据和差异表达数据相结合挑选疾病特征基因的方法。首先，基于人类体细胞突变数据我们筛选出在大部分肝癌病人样本中频繁突变的肝癌特征基因集合。接着，结合TCGA中肝癌的基因表达数据对肝癌突变特征基因集合进行联合分类。最后，基于Kolmogorov-Smirnov统计方法计算的药物对肝癌的治

7、疗得分。我们发现了5个与肝癌可能存在关联关系的药物。这部分的实验验证和第二章采取相同分析策略。综上所述，本文不仅为筛选疾病特征提供了有效的策略，而且为药物重定位的研究提供了新的方法框架，从而为治疗肝癌提供了新的治疗药物。关键词：肝癌，药物重定位，KEGG功能路径，组织特异性，人类体细胞突变I万方数据西安电子科技大学硕士学位论文II万方数据ABSTRACTABSTRACTHepatocellularcarcinoma(HCC)isasignificanthealthproblemworldwideandannualnumberofcasesarene

8、arlymorethan700,000.DuringthetreatmentofHCC,ittendstohavedrug