[发明专利]一种特定癌症差异表达基因调控网络的构建方法

权利要求书

1.一种特定癌症差异表达基因调控网络的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、根据基因间的功能相似性权值，构建骨架基因互作网络；

步骤二、采用分割法，对骨架基因互作网络进行模块划分；

步骤三、使用全基因甲基化数据筛选差异表达基因；

步骤四、将筛选出来的差异表达基因按照功能进行归类；

步骤五、将所有映射到相同功能模块的差异表达基因作为一个功能分类；

步骤六、对每一个功能分类中的所有基因构建子调控网络；

步骤七、在骨架网络的指导下进行子调控网络拼装；

其中，步骤一中，两个基因Gi、Gj间权值W(Gi,Gj)表示为：

W ( G i , G j ) = 1 m Σ n = 1 m Sim n ( G i , G j ) ]]>

其中，m表示与基因相关信息的种类数，Simn(Gi,Gj)表示在某种信息注释下的相似值，表示为：

Sim n ( G i , G j ) = | N i ∩ N j | | N i ∪ N j | , ( n ∈ ( 1 , 2 , 3 , ... , m ) ) ]]>

其中，|Ni∩Nj|表示在某种注释信息下任意两基因间共同的该信息的个数，|Ni∪Nj|表示两基因所含有的注释信息总数；

步骤二中的分割法为：对骨架网络中所有边，按照权值大小进行排序，然后依次选择权值最小的边删除，在删除过程中对网络中的模块数量、模块的节点数、边数、模块聚类系数进行衡量，直到得到满足要求的模块划分为止；

步骤三中，采用T检验，得到t分布

t = x ‾ c a s e - x ‾ c o n t r o l s c a s e 2 / n 1 + s c o n t r o l 2 / n 2 ]]>

其中，表示某基因在所有患病样本下的平均甲基化值，表示该基因在说有对照组样本下甲基化的平均值，和分别对应患病和正常甲基化的方差，其中n1和n2表示患病和正常样本的个数；

通过对每一个基因计算一个T统计量来衡量患病和正常情况下基因甲基化的差异，然后根据t分布计算显著性p值来衡量这种差异性，从而可以按照定义的阈值筛选出显著差异表达的基因；

步骤六中，使用如下公式进行所述子调控网络的构建

i f c o n ( g i , g j ) t h e n · ( ( P ( - 1 , - 1 ) + P ( 1 , 1 ) + P ( 0 , 0 ) ) - ( P ( - 1 , 1 ) + P ( 1 , - 1 ) + P ( 0 , 0 ) ) ) > 0 · ( ( P ( - 1 , - 1 ) + P ( 1 , 1 ) + P ( 0 , 0 ) ) - ( P ( - 1 , 0 ) + P ( 0 , - 1 ) + P ( 1 , 0 ) + P ( 0 , 1 ) + P ( 0 , 0 ) ) ) > θ ]]>

i f r e ( g i , g j ) t h e n · ( ( P ( - 1 , 1 ) + P ( 1 , - 1 ) + P ( 0 , 0 ) ) - ( P ( - 1 , - 1 ) + P ( 1 , 1 ) + P ( 0 , 0 ) ) ) > 0 · ( ( P ( - 1 , 1 ) + P ( 1 , - 1 ) + P ( 0 , 0 ) ) - ( P ( - 1 , 0 ) + P ( 0 , - 1 ) + P ( 1 , 0 ) + P ( 0 , 1 ) + P ( 0 , 0 ) ) ) > θ ]]>

其中，con(gi,gj)表示基因gi和基因gj间是正向调控关系，re(gi,gj)表示两基因间是反向调控关系，θ是位于0到1之间的阈值；P(vi,vj)其中vi和vj取值为-1,0,1，定义如下

其中，N表示基因表达数据样本数，D表示离散化基因表达数据矩阵，Dgi,h是该矩阵中的元素，gi和gj是任意两个基因；D的构建方式如下：

D i j = - 1 i f M i j < avg i - γ × sd i 0 i f avg i - γ × sd i ≤ i f M i j ≤ avg i + γ × sd i 1 i f M i j > avg i + γ × sd i ]]>

其中，γ是0到1之间的参数值，Mi,j是抽取的基因表达矩阵，avgi表示基因i在所有样本下表达值的平均值，sdi表示基因i在所有样本下表达值的方差。