《基於多尺度調控特性的癌症microRNA調控網路的建模與分析》是依託清華大學，由古槿擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於多尺度調控特性的癌症microRNA調控網路的建模與分析
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：古槿
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
microRNA（簡稱miRNA）是一類重要的調控小RNA。異常的miRNA調控網路與癌症發生髮展的各個階段均有密切關係。在癌症里發生異常調控的miRNA被稱為“癌症microRNA”（onco-microRNA，簡稱oncomiR），並與其異常調控的靶基因組成oncomiR調控網路。目前，已知調控機制的oncomiR較少，其調控網路的數學模型仍不明確。我們的研究結果以及相關生物學實驗證據均表明miRNA調控呈現多尺度的特性：有的miRNA有數百甚至上千個靶基因，廣泛調控各種生物過程；而有的僅有幾十個靶基因，特異性調控個別生物過程。而癌症這類複雜疾病也涉及到大量的、不同尺度的生物過程的異常調控。因此，為了開展oncomiR調控的系統研究，我們計畫首先建立基於多尺度調控特性的oncomiR調控網路的數學模型，然後結合大規模癌症臨床樣本的表達數據對oncomiR調控網路進行系統的識別與分析。
結題摘要
miRNA是一種內源性的起重要調控功能的非編碼RNA，發現能起重要調控作用的miRNA對理解癌症的基因調控網路、發展新的癌症干預方法重要的意義。能對在癌組織中發生差異表達的基因起到廣泛調控作用的miRNA可以被認為是在癌症發生髮展過程中起到關鍵作用的miRNA。但由於癌細胞中調控網路的複雜性，直接分析miRNA靶基因在差異表達基因中的富集度通常得不到統計顯著的侯選miRNA。通過本項目，研究了多種oncomiR調控網路的推斷方法，並對計算預測的結果進行了分子生物學實驗驗證。發展了基於主要差異基因表達模組的推斷方法ModMRI，該方法首先通過基因差異表達與基因網路信息找到在癌症條件下發生顯著變化的基因模組，然後通過分析差異表達miRNA的靶基因在基因模組里的富集程度來推斷起到關鍵調控作用的oncomiR調控網路。還提出了基於網路擾動模型的推斷方法NP-Method，該方法可通過基因網路的差異變化情況反向推斷出上游活性顯著變化的oncomiR。對計算推斷出的可能在大腸癌中起抑癌作用的miR-139，自主開展了分子生物學實驗驗證，實驗證明miR-139可抑制大腸癌細胞生長，原癌基因ETS1是其直接的靶基因。另外，我們還研究了與化療藥物臨床回響有關的miRNA的計算分析方法，以及利用miRNA與多種組學數據進行癌症分子分型的方法。
