免疫反应动力学的几个数学模型

免疫系统对抗原刺激的应答过程非常复杂,由抗原刺激导致抗体产生的现象,可借助数学模型的研究获得有意义的结果。本文讨论有关抗体产生与免疫反应的动力学的问题,介绍有关的数学模型,并根据近斯免疫学研究的进展分析了若干模型。     

两种过滤特征基因选择算法的有效性研究

对基因表达谱进行特征基因选择不仅能改善疾病分类方法的效能,而且为寻找与疾病相关的特征基因提供新的途径．通过比较用调整p值的t检验、非参数评分两种特征基因选择算法后和未进行选择时支持向量机(SVM)分类器的分类性能、支持向量(SV)的吻合度、错分样本ID的吻合度和对样本均匀翻倍后的稳定性．结果发现：特征选择后线性、核函数为二阶多项式和径向基的SVM分类性能明显提高;特征选择前后的SV及错分样本ID的吻合度均较高;SVM的稳定性较好．由此得出结论：这两种特征选择算法具有一定的有效性．     

长江江豚感染铜绿假单胞菌肺炎的诊治

本文记录了一例患急性铜绿假单胞菌肺炎的长江江豚诊断、治疗和预后观察过程。病原学鉴定采用鲜血琼脂平板对该江豚鼻腔拭子,在37℃下进行细菌需氧、厌氧培养和分离,并对所分离的细菌种类进行细菌学鉴定,结合血常规和血生化的检测结果,判定病原为铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa,PA）。依据病原菌的药敏试验结果对患病江豚进行治疗,预后良好。通过对整个过程的资料分析以及预后观察,得到如下提示：1）应做好饲养环境的消毒措施,防止江豚出现获得性PA感染;2）对江豚日常呼吸道和粪便中PA的检测,有利于疾病的早期预防和控制;3）江豚呼吸系统疾病的治愈依赖于准确的病原鉴定和及时的治疗,药敏试验对于PA感染的治疗非常必要;4）行为学的改变在江豚呼吸道疾病发病初期以及预后有重要的指示作用。     

前列腺癌多阶段相关枢纽蛋白的差异共表达模式

通过枢纽蛋白与其互作邻居之间的共表达关系在从前列腺正常组织到原位癌及原位癌到转移的两个发展阶段的变化,寻找在前列腺癌发生和发展过程中动态改变的枢纽蛋白,为探讨前列腺癌的发病与转移机理提供线索。基于前列腺正常组织、原位癌与癌转移后组织的基因表达谱数据,在前列腺癌的两个发展阶段分别检测到1578和2347个动态改变的枢纽蛋白。平均超过95%的在一个发展阶段动态改变的枢纽蛋白与在另一发展阶段动态改变的枢纽蛋白中的至少一个蛋白共享显著多的互作邻居。另外,两组动态改变的枢纽蛋白中有780个交叠蛋白,其中大约50%的蛋白与其互作邻居之间的共表达关系在两个发展阶段的强弱变化方向相反。结果提示,在前列腺癌的发生和发展过程中,动态改变的枢纽蛋白影响的功能通路高度一致,但是它们与其互作邻居之间有着不同的共表达模式。     

利用癌功能类从癌基因组突变谱中识别癌基因

从大规模癌样本基因突变扫查数据中识别癌基因具有重要的意义. 一些重要功能的改变对于癌的发生发展是必需的, 因此将它们定义为癌功能类, 并从GO(Gene Ontology)中选择一组显著富集已知癌基因的细致功能类来代表它们. 为了评价以癌相关功能类作为特征识别癌基因的效果, 将已知的蛋白激酶癌基因定义为阳性金标准, 而将其他的蛋白激酶基因定义为阴性金标准. 结果表明, 与利用选择压力作为特征的方法比较, 利用癌相关功能类作为特征的方法可以更有效地识别癌基因. 进一步结合癌相关功能类与基因非同义突变个数可以产生更可靠的预测结果. 最后, 将46个注释到癌相关功能类并且其非同义突变个数至少为3的蛋白激酶基因预测为癌基因, 预测精确率达到0.42.     

Notch 信号通路与Neuralized蛋白

Notch信号通路在脊椎动物和无脊椎动物许多组织的发育过程和细胞间通讯中都发挥了关键的作用,包括调控细胞命运,调节细胞迁移,分化和增殖.Notch信号通路由Notch受体及其跨膜配体如Delta（Dl）和Serrate组成.Neuralized 蛋白（Neur）编码1个E3泛素连接酶,是Notch配体D1内吞所必需的.Neur蛋白包括3个从线虫到人高度保守的结构域：2个Neur同源重复结构域（NHR1和NHR2）和1个C端RING结构域.本文就Notch信号通路主要元件和Neru的结构与功能及其关系进行综述.     

根据蛋白质互作网络预测前列腺癌相关蛋白质的细致功能

对于功能部分已知的前列腺癌相关蛋白质,提出了一种基于Gent Ontology的功能特异的子网构建方法来细化其功能注释。结果显示该方法能够以很高的精确率为前列腺癌相关蛋白质预测更为精细的功能。预测的相关蛋白质的功能对于指导实验研究前列腺癌的分子机制具有重要的价值。     

结合基因功能分类体系Gene Ontology筛选聚类特征基因

使用两套基因表达谱数据,按各基因的表达值方差,选择表达变异基因对样本聚类,发现一般使用方差较大的前10％的基因作为特征基因,就可以较好地对疾病样本聚类。对不同的疾病,包含聚类信息的特征基因有不同的分布特点。在此基础上,结合基因功能分类体系(Gene Ontology,GO),进一步筛选聚类的特征基因。通过检验在Gene Ontology中的每个功能类中的表达变异基因是否非随机地聚集,寻找疾病相关功能类,再根据相关功能类中的表达变异基因进行聚类分析。实验结果显示：结合基因功能体系进一步筛选表达变异基因作为聚类特征基因,可以保持或提高聚类准确性,并使得聚类结果具有明确的生物学意义。另外,发现了一些可能和淋巴瘤和白血病相关的基因。     

利用GeneHub软件分析人类染色体相邻基因的表达相关性

利用我们研制的基因信息融合分析软件GeneHub,按染色体开窗的方法将人类基因组沿着染色体划分为一系列基因群,用不同的相关测度(Pearson相关、Spearman秩相关、欧氏距离)考察这些基因群中所有基因间在二套独立的基因表达谱数据中的平均表达相关性。实验结果表明,与随机基因群相比,染色体上的邻近基因具有显著的表达相关性。约有40％的被检测基因包含于我们检测到的邻近相似表达基因群中。该现象提示真核生物中的基因存在模块化的共表达趋势。     

外周全血中与老化相关的DNA甲基化标记的来源

机体老化与癌症、神经退行性疾病等许多复杂疾病相关。目前,研究者已在外周全血中识别了大量的与老化相关的DNA甲基化标记,这些标记可能反映外周血白细胞在机体老化过程中发生的变化,也可能反映外周血中与年龄相关的细胞构成比例的变化。文章利用3组正常个体外周全血DNA甲基化谱,采用Spearman秩相关分析识别了与老化相关的CpG甲基化位点(age-related DNA methylation CpG sites, arCpGs)并评价了其可重复性;利用去卷积算法估计了各外周血样本中髓性和淋巴性细胞的比例并分析了其与年龄的相关性;比较了在外周全血、CD4+T细胞和CD14+单核细胞中识别的arCpGs的一致性。结果显示,在独立外周全血数据中识别的arCpGs具有显著的可重复性(超几何检验,P=1.65×10^-11)。外周血髓性和淋巴性细胞的比例分别与年龄显著正、负相关(Spearman秩相关检验,P<0.05,r≤0.22),它们间DNA甲基化水平差异较大的CpG位点倾向于在外周全血中被识别为arCpGs。在CD4+T细胞中识别的arCpGs与在外周全血中识别的arCpGs显著交叠(超几何检验,P=6.14×10^-12),且99.1%的交叠位点在CD4+T细胞及外周全血中的DNA甲基化水平与年龄的正、负相关性一致。尽管在CD14+单核细胞中识别的arCpGs与在外周全血中识别的arCpGs并不显著交叠,但是在交叠的51个arCpGs中,有90.1%的位点在CD14+单核细胞、外周全血以及CD4+T细胞中的DNA甲基化水平与年龄的正、负相关性一致,提示它们可能主要反映细胞间共同的改变。在外周全血中识别的arCpGs主要反映某些白细胞共同或特异的DNA甲基化改变,但是也有一部分反映外周血细胞比例构成的变化。