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期刊信息/Journal information
生物信息学
哈尔滨工业大学
生物信息学

哈尔滨工业大学

徐德昌

季刊

1672-5565

itgene@sohu.com

0451-86283129

150090

哈尔滨市南岗区黄河路73号

生物信息学/Journal China Journal of BioinformaticsCSCDCSTPCD
查看更多>>本刊是由哈尔滨工业大学主办的生物信息及相关领域的国内外公开发行的学术刊物，报道我国生物信息技术研究开发的重要成果和国内外生物信息技术及其产业化最新进展。
正式出版
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    癌症中lncRNA调控可变剪接的生物信息学研究进展

    吴琼汪玉兰赵健宋晓峰...
    239-251页
    查看更多>>摘要：可变剪接是指基因在不同剪接模式下生成RNA异构体的过程，是基因转录后表达调控的重要机制。可变剪接已被证实在癌症发生发展中扮演着重要角色，而异常剪接被认为是肿瘤发生的重要标志。长链非编码RNA(lncRNA)是基因可变剪接过程中的重要参与者和调节者，并且诸多证据表明lncRNA可通过调控可变剪接进而影响癌症的发生发展。本文对癌症中lncRNA调控的可变剪接相关研究进行了综述，并对相关生物信息学工具及数据库进行了总结。

    lncRNA可变剪接剪接因子癌症生信工具

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    TCGA数据挖掘鉴定CDKN2A作为肝细胞癌的生物标记物

    施旭佳尧晨光熊诗雯谭婷...
    252-261页
    查看更多>>摘要：肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)占所有原发性肝脏恶性肿瘤的 75%，且在亚洲和非洲死亡率最高。目前HCC主要病因有慢性肝炎病毒感染(包括乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus，HBV)感染和丙型肝炎病毒(Hepatitis C virus，HCV)感染)，酒精肝及非酒精性脂肪肝肝炎，但HCC的发病机制仍不明晰。为探究HCC发生发展相关机制，本研究对TCGA数据库中的HCC转录组数据进行挖掘，将 377 例HCC组织样本按照是否存在HBV感染分为CHB_HCC组(慢性HBV感染，270例)和Not_CHB_HCC组(非HBV感染，107 例)共二组，二组中共包含43 例非HBV相关癌旁组织样本作为对照。分别提取上述两组样本中肝癌组织与癌旁组织全基因转录组信息，进行基因转录水平差异分析，得到两组差异基因。将两组差异基因取交集，得到共有差异基因，随后对共有差异基因进行富集分析、生存分析及蛋白互作网络分析，最终得到与肝癌发生发展相关性最大的包括CDKN2A，CCNB1 和EPO在内的9 个hub基因。其中，CDKN2A在临床HCC样本癌组织中mRNA和部分样本中蛋白质水平均明显高于癌旁组织，此结果与转录组测序数据一致。尽管如此，生物学实验结果却显示，CDKN2A的过表达显著抑制了HepG2 细胞的体外增殖和迁移。因此，本研究推测CDKN2A的过表达调控机制可能导致其在癌症早期，病毒感染及免疫逃逸等阶段促进HCC的发生发展。同时，生物信息学数据挖掘与分析CDKN2A的过表达与生存期的显著相关性，提示了其可作为HCC预后相关生物标记分子的潜力，这为HCC的诊断、预后和靶向治疗提供了新思路。

    肝细胞癌慢性肝炎CDKN2Ahub基因生物标志物

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    一种基于动态框长的局部祖先推断模型研究

    吴杰
    262-269页
    查看更多>>摘要：由于人群混合和遗传重组，基因组中每条染色体可以看作来自不同遗传背景的祖先染色体的嵌合。局部祖源推断(Local ancestry inference，LAI)旨在利用遗传标记信息推断基因组中每条染色体片段的祖先来源，是遗传分析的重要内容。为了简化LAI的设计过程，现有的方法大多使用固定大小的窗口，忽略了待测个体基因组中真实的重组断点。本研究设计了一种基于k-mers的策略寻找重组断点，在划分每个单倍体中不定长的重组窗口的基础上结合隐马尔科夫链(Hidden markov models，HMMs)进行局部祖源推断。模拟显示本研究模型WAdmix的准确率近似于包括RFMix在内的主流工具。

    HMMsk-mers局部祖先推断不定长片段

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    基于变分自编码器的空间转录组细胞聚类研究

    刘腾李鑫印明柱
    270-276页
    查看更多>>摘要：空间转录组测序技术能够在生成基因表达谱的同时，保留细胞在组织内部的位置信息。如何充分利用基因表达谱和空间位置信息来识别空间区域，完成细胞亚群聚类是空间转录组学数据分析的基础和关键。本文提出基于变分自编码器和图神经网络结合的空间转录组细胞亚群聚类方法。构建双层编码器结构，每一层包含简化图卷积(Simple graph convolution，SGC)，用以生成低维表征。解码器用以重构特征矩阵，通过最小化损失函数来提高低维表征质量。对低维表征进行下游聚类，生成不同的细胞亚群。本文提出的聚类方法与多个基准方法在常用的空间转录数据集上进行比较，在聚类准确性和适应性方面都有优势，证明了该方法的有效性。

    空间转录组学变分自编码器图神经网络细胞聚类

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    NANO:一个新型的纳米抗体结构数据库系统

    秦浥雯张嘉仪吴朝敏付小凡...
    277-286页
    查看更多>>摘要：纳米抗体是骆驼科动物中发现的抗体的一个亚类，是由单个多肽链组成的多功能分子结合支架。纳米抗体优越的性能决定了其在生物医学、食品科学等领域的广泛应用。尽管纳米抗体序列和结构数据已十分庞大，但其来源的异质性和缺乏标准化阻碍了纳米抗体信息的可靠收集。为了有效整合当前已公开的纳米抗体的庞大数据，有必要建立用于免疫信息学的纳米抗体数据库。提出了一个纳米抗体结构数据库系统NANO(http://124。221。201。63:8000/index)。该系统收集和存储了 2 160 条纳米抗体的序列和结构信息，提供文本、序列、氨基酸分区等基本搜索以及物种，亲和力和序列长度等高级搜索功能。与INDI，PDB，NCBI，SAbDab-nano等现有数据库系统的比对实验表明，NANO系统在检索字段，检索功能覆盖和检索时间性能方面均表现出色。可应用于筛选或设计高亲和力的纳米抗体，促进新型纳米抗体特异性计算方案的开发。

    纳米抗体数据库序列结构搜索

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    基于表示学习的图神经网络模型预测化合物-蛋白质相互作用

    章广能张育芳张宝
    287-295页
    查看更多>>摘要：化合物-蛋白质互作的鉴定对药物发现、靶标鉴定，网络药理学和蛋白质功能的阐明等至关重要。本文开发了一种基于表示学习的图神经网络预测化合物-蛋白质互作模型。首先利用Word2vec表示学习方法自动提取化合物和蛋白质的特征;然后将特征输入构建图神经网络预测模型，并与传统机器学习方法和前人的先进方法对比。结果显示模型在曲线下面积，准确率等评价指标上表现出更好的结果。预测Binding-DB数据库中所有未知的化合物-蛋白质互作对的概率，其中预测得分排名前五的化合物-蛋白质互作对中有四个得到了外部证据的验证，进一步证明了模型的鲁棒性和有效性。本模型可以充分利用聚合邻居信息，节点特征和自适应地捕获化合物-蛋白质空间的拓扑结构，从而实现较高的模型精度。本研究成果为化合物和蛋白质互作鉴定的研究提供了新的思路和方法。

    化合物-蛋白质相互作用表示学习图神经网络药物发现

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    基于自噬相关基因表达水平的尿毒症诊断模型

    马思佳王永涛谷劼楠徐世杰...
    296-304页
    查看更多>>摘要：基于生物信息方法筛选尿毒症(Uremia，UA)与自噬相关的差异表达基因(AT-DEGs)，探讨自噬相关生物标志物在UA发生发展中的作用，以期为UA的诊断和治疗提供新的思路。从GEO数据库下载原始数据集并进一步整合分析。采用R软件筛选UA组与健康对照组的差异表达基因，之后对差异基因进行GO，KEGG和DisGeNet富集分析。通过LASSO和交叉验证筛选核心的AT-DEGs，之后构建受试者工作特征(ROC)曲线，探讨关键基因对UA的诊断价值。根据ROC曲线分析显示，FKBP1B和FOS是与自噬相关具有较高的诊断价值关键基因，可为后期UA的诊断和治疗提供一定的思路与支持。

    尿毒症生物信息学自噬诊断基因GEO数据库

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    结肠癌坏死性凋亡相关lncRNA模型建立及药物筛选

    刘艳玲谭力文
    305-314页
    查看更多>>摘要：通过构建结肠癌坏死性凋亡相关lncRNA的预后模型，进行肿瘤细胞免疫浸润分析，并筛选结肠癌潜在的治疗药物，为结肠癌患者的免疫治疗提供理论基础。从TCGA数据库中下载并整理结肠癌病人的表达和临床数据，提取坏死性凋亡基因的表达量，通过共表达和单因素Cox分析预测结肠癌坏死性凋亡相关的lncRNA。使用LASSO回归分析构建包含11 个坏死性凋亡相关lncRNA的预后模型，并通过生存分析、ROC曲线、单因素和多因素Cox分析，Nomogram，列线图和校准曲线来验证模型的准确性，通过GSEA富集分析找到高低风险组中活跃的代谢通路，进一步进行免疫分析并筛选治疗结肠癌的潜在药物;高低风险组中活跃的代谢通路与免疫关系密切，且高风险组病人具有更高的免疫浸润水平，在 HAVCR2(TIM3)，LAG3，PD-CD1LG2(PD-L2)和IDO1 等免疫检查点中表现出良好的活性，并且对免疫治疗药物更敏感;本研究获得的 11 个坏死性凋亡相关lncRNA可为结肠癌治疗的深入研究提供理论依据，获得的lncRNA免疫检查点抑制剂和瑞卡帕布、伊利斯莫、长春花碱、帕纳替尼、奥拉帕尼、来那度胺、尼洛替尼等 20 种药物可为结肠癌的免疫治疗和潜在药物的确定提供较好的理论基础。

    结肠癌坏死性凋亡lncRNA药物筛选

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