[发明专利]基于融合属性的miRNA-疾病关联识别方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于融合属性的miRNA‑疾病关联识别方法及系统。所述方法首先计算疾病数据库中任意两个miRNA之间的功能相似性，根据功能相似性构建miRNA网络无向图并计算任意两个不同miRNA之间的聚集系数，融合两个miRNA之间的功能相似性和聚集系数得到组合权重；根据组合权重计算每个miRNA顶点的权重，根据权重大小对各个miRNA进行降序排序，根据降序排序结果筛选出与疾病相关的潜在miRNA。本发明方法实现简单，在融合拓扑属性和功能相似性这两种属性的基础上，对miRNA结点进行加权、降序排序，然后借助于人类miRNA相关的疾病数据库，利用排序后的结果，预测潜在的miRNA与疾病的关联，提高了miRNA‑疾病关联识别的准确性，能够为医疗诊断提供有价值的线索。

技术领域

本发明涉及信息生物学技术领域，特别是涉及一种基于融合属性的miRNA-疾病关联识别方法及系统。

背景技术

miRNAs(microRNAs)是一种非编码小分子RNA，包含约22种氨基酸，在基因表达的后转录调控和各种生物活动中起着十分重要的作用。已有研究证明miRNA的功能失调与各种复杂的人类疾病相关。因此，识别miRNA-疾病的潜在关联有助于理解病原的机制，为人类疾病的医疗诊断提供有价值的参考。2010年，Jiang等人首次利用miRNA的靶基因的重叠程度量化了miRNA间的功能相似性，通过超几何分布优选了疾病相关的miRNA，并进一步整合了疾病的表型相似性和miRNA的相似性来计算miRNA对之间的功能相似性。

研究者们提出，有相似功能的miRNA通常与相似的疾病具有一定的联系，反之亦然。因此，miRNA被广泛地用于疾病-miRNA的预测。陈兴教授提出RWRMDA(Random Walk withRestart for MiRNA-Disease Association)方法，首次利用全局网络信息通过随机游走发现了一些候选的疾病相关的miRNA；Xuan等人在miRNA功能相似性多线程中利用随机游走模型来预测miRNA与疾病之间的关联；基于miRNA的功能相似性，骆嘉伟教授于2017年在异质网络中提出了一种非平衡二分随机游走的方法预测miRNA-疾病之间的关联。2018年Li等人基于线性邻域相似性利用标签传播预测miRNA与疾病的关联。

尽管已有各种方法已经用于预测miRNA与疾病之间的关联，然而，已有方法中有的仅基于miRNA对的功能相似性，有的仅基于miRNA相似性网络的拓扑属性来预测miRNA-疾病之间的关联。已有文献表明，只凭借一种方法来构建一个绝对可靠的生物网络是不现实的。现有的miRNA-疾病关联识别方法往往仅基于一种属性来预测miRNA-疾病之间的关联，因此导致对miRNA-疾病关联的识别不够准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于融合属性的miRNA-疾病关联识别方法及系统，基于拓扑属性和功能相似性的方法来预测miRNA与疾病之间的潜在关联，以解决现有的miRNA-疾病关联识别方法准确性低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于融合属性的miRNA-疾病关联识别方法，所述方法包括：

获取待分析的疾病数据库；所述疾病数据库中存储有多种疾病类型和多个miRNA；

计算所述疾病数据库中任意两个miRNA之间的功能相似性；

根据所述任意两个miRNA之间的功能相似性构建miRNA网络无向图；

根据所述miRNA网络无向图计算所述任意两个miRNA之间的聚集系数；

根据所述任意两个miRNA之间的功能相似性和聚集系数确定所述任意两个miRNA之间的组合权重；

根据所述任意两个miRNA之间的组合权重计算每个miRNA顶点的权重；

根据所述每个miRNA顶点的权重大小对各个miRNA进行降序排序；