[发明专利]基于双随机游走重启动的多数据整合环状RNA与疾病相关性预测方法

说明书

本发明公开了基于双随机游走重启动的多数据整合环状RNA与疾病相关性预测方法，通过将环状RNA‑疾病关系网络转化为无向图、计算环状RNA功能注释语义相似性、结构相似性以及功能相似性，计算疾病功能以及语义相似性，将多种环状RNA相似性网络和疾病相似性网络整合成综合的环状RNA相似性网络以及疾病相似性网络，将随机游走重启动算法分别应用在整合后的环状RNA相似性网以及疾病相似性网络，避免冷启动问题，预测潜在环状RNA‑疾病关系。本发明方法能准确地预测出潜在环状RNA‑疾病关系；仿真实验结果表明，精确度、召回率、准确度、f1‑measure等指标较优；与其他关系预测方法相比，提高了环状RNA‑疾病关系的预测准确率。

技术领域

本发明属于生物信息技术领域，具体涉及一种基于双随机游走重启动的多数据整合环状RNA与疾病相关性预测方法。

背景技术

最近，一种新的生物分子环状RNA引起了人们的广泛关注。环状RNA是一种相对新颖的生物分子，参与生物生命的各种活动并控制基因的表达。与拥有游离的3'端和5'端的线性RNA不同，环状RNA的结构是一个闭环结构，既没有游离在外的5’-cap端，也没有3’-polaydenylated尾端结构。第一个环状RNA是在植物病毒中发现的。由于稳定的环结构和低表达水平，环状RNA经常被鉴定为分子片段或转录的副产物。然而，随着高通量序列技术的发展，逐渐发现了越来越多的环状RNA。同时，相关的生物学功能表明，在哺乳动物细胞中的环状RNA具有内源性、丰富性、保守性和稳定性。许多证据表明，环状RNA可分为四种类型：外显子环状RNA由背部拼接的外显子组成；内含子环状RNA主要来源于组(I，II)内含子，内部套索和外源性tRNA内含子。外显子环状RNA同时被外显子和内含子环化，而基因间环状RNAs由两个内含子环状RNA片段组成。越来越多的证据表明，环状RNA在许多生物进程中发挥着重要的作用或功能。环状RNAs也可以被认为是竞争性内源性RNA或miRNA的海绵，根据已有的研究证明，circ-SRY，circ-HIPK3，mm9_circ_012559都可被视为miRNA海绵。同时，一些研究还表明环状RNA可以与RNA结合蛋白(RBPs)相互作用。环状RNA不仅可以调节基因转录过程，而且其中一些可以被翻译为蛋白质。

环状RNAs除了对多种生物过程有影响外，还与不同复杂的疾病有关。环状RNA具有一些独特的特征，如保守性、丰富性和组织特异性，这使得环状RNA有可能成为疾病的标志物，特别是对一些肿瘤。根据环状RNA在不同组织中的不同表达水平，我们可以确定正常人与患者之间的差异表达。因此，这些差异可以帮助我们预测或诊断疾病。由于qPCR技术，可以将肺癌中的环状RNA表达特征与邻近的正常组织进行比较。环状RNA ciRS-7可以下调与肺相关的组织或细胞，而环状RNA环状RNA_100876和hsa_circ_0013958可以上调在肺对应的组织、细胞或血浆。然而，通过微阵列芯片技术，环状RNA在胃相关组织和邻近胃的正常部位之间表现出显着差异，这表明环状RNA可被视为胃癌诊断和进展的生物标志。环状RNAcircPVT1和hsa_circ_0000096均可通过下调机制影响胃组织或细胞。更重要的是，环状RNA可以作为miRNA海绵或基因调节因子发挥作用，这也使得环状RNA在直肠组织中具有不同的敏感性和特异性，可作为直肠癌诊断或治疗的生物标记物。环状RNA hsa_circ_001569是miRNA miR-145的海绵，可以促进其与组织的结合靶点在结肠直肠细胞中的表达。