基于网络模型的癌症致病模式挖掘方法

《基于网络模型的癌症致病模式挖掘方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、财｛謂似彳圓博士学位论文＿肇麗基于网络模型的癌症致病模式挖掘方法作者姓名－指导教师姓名、职称髙琳教授申请学位类别工報士学校代码10701学号1203310216分类号TP391密级公开西安电子科技大学博士学位论文基于网络模型的癌症致病模式挖掘方法作者姓名：吴昊一级学科：计算机科学与技术二级学科：计算机应用技术学位类别：工学博士指导教师姓名、职称：高琳教授学院：计算机学院提交日期：2016年9月Network-BasedMethodsforMiningPathogenesisPatternsinCancerAdissertationsubmittedto

2、XIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyinComputerApplicationTechnologyByWuHaoSupervisor:GaoLinTitle:ProfessorSeptember2016西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研

3、究成果；也不包含一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。口１５胤｝１、２名本人签名：夭天日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文学校可以公布论文的全部或部分内容，；允许采用影印，、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证结合

4、学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在解密后适用本授权书。＿年－本人签名：＾ｆ导师签名：Ｈ１、访ａ．ｎ日期：日期：摘要摘要随着医学研究的不断进步，医学界对癌症的认识得以进一步加深，但是全世界癌症的发病率和死亡率仍然居高不下，并且逐年上升。本研究旨在运用基于网络医学的网络模型方法挖掘癌症的致病模式，以期为癌症治疗提供参考和借鉴。网络医学是使用网络科学方法对疾病进行研究的一种新方法，其研究内容包括利用网络拓扑结构和网络动态演化过程检测疾病的发病机理、发现药物靶标及开发新药物等。癌症发病机理研究大都以生物实验生成的大规模

5、生物分子数据或通过数学建模生成的生物分子网络数据为基础，检测导致癌症发生、发展和恶化的功能模块。当前基于网络医学的癌症研究领域，迫切需要解决的问题是探索这些生物分子网络中蕴含的信息，揭示网络的组成及其生物意义。由于人工成本、材料成本和时间成本等客观因素所限，基于海量数据信息通过枚举式方法验证网络模块的生物功能是当前条件下几乎不可能完成的任务。为了有效的探究网络模块的功能，越来越多的研究人员开始运用生物实验和信息计算相结合的方式挖掘生物网络中的致病模块，验证这些网络模块的生物功能。该方式可以方便、快速地检测复杂生物系统中的功能模块，降低了实验成本。本研究使用信息计算方式从生物实验生成的分子数据中

6、挖掘导致癌症发生、发展和恶化过程中的各种致病模式，有利于进行疾病诊断、药物靶标、药物重定位以及新药物的研发。本文针对网络模块、癌症驱动通路、癌症失调模块和癌症演化通路四种致癌模式，基于网络模型进行算法研究，主要研究工作和创新如下。1．当前经典的模块挖掘算法主要基于内紧外忪的思想，由于一个对象可能参与多种功能，先前研究提出的模糊聚类模型对网络中重叠节点处理不充分。为了解决该问题，本文基于粗糙集和模糊集处理不确定和边界问题的独特优势，提出了一种基于粗糙集中上下近似理论和模糊集中模糊等价关系的模块挖掘算法(Rough-FuzzyClustering,RFC)。使用模糊集建立模糊等价关系，划分等价类；

7、利用粗糙集中上下近似理论判断一个节点是否为重叠节点，得到重叠的模块。与其他算法对比分析显示，RFC算法具有简单高效、挖掘的模块分离程度好，物理意义显著等优势。2．一个基因通常参与多种生物功能，因此一个驱动基因很可能属于多个致癌驱动通路。本文通过构建基因相互作用网络，提出了一种基于网络模型的癌症重叠驱动通路挖掘算法(Network-BasedMethod,NBM)。该算法使用一种新的贪心聚类策略添加