基于基因表达变异性的通路富集方法研究.pdfVIP

Techniques and Methods 技术与方法 生物化学与生物物理进展 Progress in Biochemistry and Biophysics 2013, 40(12): 1256~1264 基于基因表达变异性的通路富集方法研究* 1)** 1)**,*** 2)**,*** 1)** 贾晓东 陈秀杰 吴 欣 徐建凯 1) 1) 1) 1) 谭福建 刘香琼 刘 磊 杨瑞智 1) 2) ( 哈尔滨医科大学生物信息科学与技术学院，哈尔滨150086； 哈尔滨医科大学附属第三医院，哈尔滨150086) 摘要 当前的通路富集方法主要是基于基因的表达差异，很少有方法从通路变异性(方差)角度对其富集分析．我们注意到用 合适的统计量描述通路的变异性时，在疾病表型下一些通路的变异性有明显的上升或者下降．因此本研究假设：通路变异性 程度在不同表型中存在差异．本文设计了 14 种描述通路变异性的统计量与检验方法，检测不同表型下变异性有差异的通路 即富集通路，并将富集结果与文献检索结果进行比较，同时，分析不同芯片预处理方法对数据和结果的影响．研究结果表 明：5 种预处理方法中，多阵列对数健壮算法(RMA)是数据预处理的最优方法；不同表型下通路的变异性程度存在差异；根 据文献检索的通路结果，14 种基于变异性的通路富集方法中，以通路中各基因欧氏距离的方差做统计量进行permutation 检 验(方法11)能有效识别显著通路，其富集结果优于基因集富集分析(GSEA)．综上所述，基于通路变异性的通路富集策略具有 可行性，不仅对通路富集分析有一定的理论指导意义，而且为人类疾病研究提供新的视角． 关键词 变异性，通路，富集分析，预处理方法 学科分类号 R318.04 ，Q78 DOI: 10.3724/SP.J.1206.2012.00410 基因富集分析是应用生物信息数据库和统计工 permutation 、 -score、 -Test 等检验方法计算每个 Z t [5] [6] 具，将目标基因富集到已知功能的生物学通路和模 功能集合的富集 值．GSEA 工具 、PAGE 、 P 块上，从生物学角度深入分析疾病的发生及发病机 GeneTrail [7]等都属于此类富集分析方法．MEA 继 理．基因富集分析的目的是筛选出两组或多组间表 承了SEA 的主要思想，需要预先选定感兴趣的基 达水平有差异的基因集，即富集基因集，它是单个 因列表．但是在计算富集 值时考虑了节点间或者 P 基因研究的自然扩展． 基因间的关系，因而此方法的优点是考虑了节点间 基于不同的算法，当前基因富集分析可以分为 或者基因间关系的生物学意义．Ontologizer [8]、 三类：单一富集分析(singular enrichment analysis,