信号通路相关文献挖掘与分析方法研究(5)

信号通路相关文献挖掘与分析方法研究第１章绪论蛋白质变化，最终调节细胞功能，此过程称为信号转导通路，简称为信号通路。

从各种信号最终所导致的行为和功能来看，信号通路几乎渗透于所有的细胞生命活动：代谢、分裂、分化、功能、凋亡。Ｓｃｉｅｎｃｅ的ＳＴＥＫ（ＳｉｇｎａｌＴｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎＫｎｏｗｌｅｄｇｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）和Ｎａｔｕｒｅ的（ＮａｔｕｒｅＳｉｇｎａｌｉｎｇＧａｔｅｗａｙ）等专业的数据库提供了信号转导机制等的最新进展和已有知识的搜集整理，对于我们全面了解信号转导通路提供有益的帮助。以下是比较常见的与信号通路密切相关的数据库。

存放信号通路的数据库：

ＳＴＥＫ（ｈｔｔｐ：／／ｓｔｋｅ．ｓｃｉｅｎｃｅｍａｇ．ｏｒｅ，／）

ＳｉｇｎａｌｉｎｇＧａｔｅｗａｙ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｉｇｎａｌｉｎｇ－ｇａｔｅｗａｙ．ｏｒｇ／）

ＫＥＧＧＩｓｌ（ｗｗｗ．ｇｅｎｏｍｅ．ｊｐ／ｋｅｇｇ）

Ｂｉｏｃａｒｔａ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂｉｏｃａｒｔａ．ｃｏｍＤ等

存放磷酸化位点信息的数据库：

Ｐｈｏｓｐｈｏ．ＥＬＭ／ＰｈｏｓｐｈｏＢａｓｅ［引（ｈｔｔｐ：／／ｐｈｏｓｐｈｏ．ｅｌｍ．ｅ１１．ｏ，ｇ／）

ＰｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎＳｉｔｅＤａｔａｂａｓｅ（ｈｔｔｐ：／／ｖｉｇｅｎ．ｂｉｏｃｈｅｍ．ｖｔ．ｅｄｕ／ｘｐｄ／ｘｐｄ．ｈｔｍ）

ＰｈｏｓｐｈｏＳｉｔｅ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｔｅ．ｏｒｇ／Ｌｏｇｌｎ．ｊｓｐ）等

。存放转录因子结合位点的数据库：

Ｔｒａｎｓｆａｃ［１０】（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｅｎｅ－ｒｅ盟ｌａｔｉｏｎ．ｃｏｍ／ｐｕｂ／ｄａｔａｂａｓｅｓ．ｈｔｍｌ＃ｔｒａｎｓｆａｃ）

ＴＲＲＤ［１“（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗｍｇｓ．ｂｉｏｎｅｔ．ｎｓｃ．ｒｕ／ｍｇｓ／ｇｎｗ／ｔｒｒｄ／）等

将这些资源整合以及阐释这些信号通路在各种疾病特别是癌症中的作用，是一项非常有意义的工作。

本人在读博期间的主要研究内容是利用文献挖掘技术从ＰｕｂＭｅｄ数据库中挖掘与信号转导相关文献（主要是转录因子结合位点文献和磷酸化位点文献），并利用搜集的数据，通过统计建模的方法（如布尔逻辑法，贝叶斯决策法等），从序列信息（蛋白质序列）或基因表达数据（基因芯片）中提取出重要的生物学信息（如激酶的磷酸化底物信息、癌症芯片中异常的转录因子和信号通路信息）。将有助于我们进一步理解信号通路与疾病的关系。

本文的主要研究内容包括以下四部分：

１．信号通路的基础知识本文第二章对信号通路的基本概念、功能、主要组成部分以及与癌症的关系

信号通路相关文献挖掘与分析方法研究第１章绪论做了简要概述。重点对信号通路的激酶、转录因子等作了比较详细的介绍。

２．基于贝叶新统计的转录因子结合位点文献挖掘

转录调控是信号通路的最终结果之一，在此过程中转录因子能够调控基因的转录表达。一般来说，一个基因受到多个转录因子的影响，但是目前研究的不够完整，而且现有的研究数据零散的记录在ＰｕｂＭｅｄ的文献中，没有统一的整理归纳，需要借助文献挖掘工具进行搜集整理，以便为后续研究提供有益的帮助。贝叶斯统计的方法能够区分描述不同内容的文献，结合ＰｕｂＭｅｄ的相关文献方法，能够快速、高效地实现目标文献的搜集。本文第三章对此算法做了分析，并结合ＰｕｂＭｅｄ的相关文献法，将其应用在转录因子文献的挖掘中。

３．磷酸化位点的文献挖掘和磷酸化位点预测

蛋白质磷酸化在信号转导中具有非常重要的作用，相应的研究是近几年生物信息学领域中的热门课题。由于目前实验技术鉴定磷酸化底物的特异性和精确性都不够，特别是对于识别基于不同底物的蛋白激酶位点仍然十分困难。而基于计算手段的磷酸化位点预测可以提供快速，自动的注解，既可以帮助生物学家们分析蛋白质磷酸化的问题，又可以作为进一步实验设计的指导。因此用计算手段处理磷酸化的方法在近些年得到迅速的发展。本文第四章中继续介绍使用贝叶斯统计的方法获得磷酸化位点数据，再次验证了此方法的有效性。同时主要介绍如何利用贝叶斯决策法对蛋白质磷酸化位点进行特异性预测。

４．癌症基因芯片中异常信号通路推导

肿瘤是一种恶性的疾病，源于变异的ＤＮＡ序列，随之而来的是与调节组织平衡、细胞生存、死亡的相关重要的信号通路被重新连接。正常致癌基因和抑癌基因编码的蛋白往往与信号通路紧密相关，当它们发生变异时，导致基因表达模式的改变。也就是说，异常的信号通路导致与细胞增殖和细胞周期有关的基因表达异常，引起细胞异常分裂并抑制凋亡。基因芯片可以大规模地测量癌症中异常的基因表达，本文第五章将讨论如何结合文献挖掘建立的转录因子数据库从这些异常的基因表达数据中分析出异常的转录因子和信号通路，并参考已有研究进展，对这些信号通路与癌症的关系做了比较详细的阐述

信号通路相关文献挖掘与分析方法研究第２章信号通路与肿瘤

第２章信号通路与癌症

２．１信号通路

２．１。１信号通路概述

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图２－１信号通路示意圈

２．１．２信号通路的生物学效应

生物体各细胞间的信号传递是严密而精确的过程，特定细胞分泌的信息物质，借助循环系统到达靶细胞，与靶细胞上受体结合后启动该细胞内的信使系统，引发相应生物学效应。从各种信号最终所导致的行为和功能来看，信号通路几乎渗透于所有的细胞生命活动【１２１：

细胞代谢一使细胞摄入并代谢营养物质，提供细胞生命活动所需要的能量；细胞分裂—使与ＤＮＡ复制相关的基因表达，调节细胞周期，使细胞进入分

信号通路相关文献挖掘与分析方法研究第２章信号通路与肿瘤裂和增殖阶段；

细胞分化—使细胞内的遗传程序有选择地表达，从而使细胞最终不可逆地分化成为有特定功能的成熟细胞；

细胞功能—使细胞能够进行正常的功能活动，如肌肉细胞收缩或者舒张，分泌神经递质或化学介质、细胞骨架的形成等；

细胞死亡—使机体通过细胞凋亡进行组织更新或者组织器官形成。

２．１．３信号通路的组成

２．１．３．１细胞外信号分子一信号的发起者

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