[发明专利]一种基于转录组的肿瘤转移基因检测系统

摘要

本发明提供了一种基于转录组的肿瘤转移基因检测系统，包括整合模块，用于整合Read计数矩阵，得到每个基因的差异表达程度的统计量文件；识别模块，用于识别差异表达基因，比较肿瘤原发和转移条件下的功能的差异程度；分析模块，用于分析基因表达模式，进行表达模式的分类及分析；标记模块，用于标记肿瘤转移基因；所述整合模块、识别模块、分析模块、标记模块依次连接。本发明用于解决从高通量的数据中挖掘肿瘤转移相关的基因，分析原发与转移癌症中转录组的异常变化以及转移过程中肿瘤转移标记基因表达模式的动态改变。

主权项

1.一种基于转录组的肿瘤转移基因检测系统，其特征在于，包括：/n整合模块，用于整合Read计数矩阵，得到每个基因的差异表达程度的统计量文件；/n识别模块，用于识别差异表达基因，比较肿瘤原发和转移条件下的功能的差异程度；/n分析模块，用于分析基因表达模式，进行表达模式的分类及分析；/n标记模块，用于标记肿瘤转移基因；/n所述整合模块、识别模块、分析模块、标记模块依次连接；/n所述整合模块包括DESeq2.r单元和readcount.r单元；/n所述DESeq2.r单元用于合并HTseq输出的每个基因在一个样本中的read计数矩阵，并且进行基因在肿瘤与正常状态下的表达改变的程度的计算；输入读取转录组组测序数据处理流程的结果文件，将每个样本read计数文件合并，得到read计数矩阵文件和基因表达的差异；/n所述readcount.r单元用于以单个样本的read计数文件为输入，首先针对每个基因合并其在所有样本中的read计数，得到样本-基因read计数矩阵，随后对矩阵进行过滤，最终完成数据整合，并且进行肿瘤转录组的分类统计；/n所述识别模块包括diffGene_analysis.r单元、diffExp_analysis.r单元、diffExp_function.r单元；所述diffGene_analysis.r单元用于执行基因表达差异的计算，得到基因差异程度列表筛选差异表达的基因，并且随后对差异基因进行分类和可视化其差异程度；所述diffExp_analysis.r单元用于得到基因在肿瘤与正常状态下的基因差异程度列表，并且给出差异表达基因在样本中的热图；所述diffExp_function.r单元用于进行差异表达的功能的富集分析，以及比较肿瘤原发和转移条件下的功能的差异程度；/n所述分析模块包括exp_pattern.r单元，主要是利用肿瘤原发和转移条件下的差异的编码基因的并集进行表达模式的分类，并且对每一类基因进行功能富集分析；函数的输入为上述产生的差异表达的编码基因文件，标准化以后的基因的表达值，以及基因在原发和转移过程中的差异改变的程度；函数返回每一类别的基因在肿瘤原发与转移中fc，每一类基因在样本中的表达水平，每一类基因富集到的功能和通路，以及功能之间的比较和聚类图:/n首先获原发的差异基因的fc和转移与原发的差异基因的fc；在筛选差异表达基因的过程中要求基因在正常和肿瘤状态下的fc大于2，差异的显著性fdr小于0.05；此外，还需要获得转移肿瘤与原发肿瘤的基因表达的改变的fc值；/n其次，合并原发和转移的差异表达基因，按照基因在原发中的fc和转移肿瘤与原发肿瘤的基因表达的改变的fc值将基因分成9类，分别为：up_up，up_invar，up_down，down_up，down_invar，down_down，invar_up，invar_down，invar_invar；每种类别的基因的意义如下：/nup_up：表示在转移过程中呈现出持续上调的基因；这些基因在原发与转移中持续上调，是致癌基因，并且在转移中表达更加强烈，是转移的强促癌基因；/nup_invar：这种类型的基因在原发与转移中都上调，但是二者的上调幅度相当，是中度的癌基因；/nup_down：这些基因在原发中上调，在转移中下调，是原发中具有促进的功能，但是转移中不需要高表达的基因；/ndown_up：类别的基因在原发中下调，转移中上调；/ndown_invar：这种基因在原发与转移中都呈现出下调趋势；/ndown_down：这些基因在原发与转移过程中持续下调，是抑制癌基因；/ninvar_up：这些基因在转移中呈现上调模式；/ninvar_down：这些基因在转移中呈现下调模式；/ninvar_invar：是只在转移中呈现出差异，而原发中不差异的基因；/n然后，获得每一类别中所有基因的表达值，可视化这些类别的基因在肿瘤转移过程中的表达水平的动态性改变；/n最后，对每一类基因分别进行功能的分析，主要是利用类内的基因进行GO功能和KEGG富集分析，进而从功能层面证明每一类别的基因在肿瘤的转移过程中的功能上的改变。/n