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基于融合属性的miRNA-疾病关联识别方法及系统

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成果类型:
专利
发明/设计人:
曹步文;邓曙光;阳王东
申请/专利权人:
湖南城市学院
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2019-11-11
申请/专利号:
CN201911095171.6
公开时间:
2020-02-28
公开号:
CN110853763A
主申请人地址:
413000 湖南省益阳市迎宾东路518号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种基于融合属性的miRNA-疾病关联识别方法,其特征在于,所述方法包括: 获取待分析的疾病数据库;所述疾病数据库中存储有多种疾病类型和多个miRNA; 计算所述疾病数据库中任意两个miRNA之间的功能相似性; 根据所述任意两个miRNA之间的功能相似性构建miRNA网络无向图; 根据所述miRNA网络无向图计算所述任意两个miRNA之间的聚集系数; 根据所述任意两个miRNA之间的功能相似性和聚集系数确定所述任意两个miRNA之间的组合权重; 根据所述任意两个miRNA之间的组合权重计算每个miRNA顶点的权重; 根据所述每个miRNA顶点的权重大小对各个miRNA进行降序排序; 根据降序排序结果筛选与疾病相关的潜在miRNA。 2.根据权利要求1所述的miRNA-疾病关联识别方法,其特征在于,所述计算所述疾病数据库中任意两个miRNA之间的功能相似性,具体包括: 采用公式计算所述疾病数据库中任意两个miRNA之间的功能相似性;其中miRNA m1和miRNA m2为所述疾病数据库中的任意两个miRNA;MSim(m1,m2)表示miRNA m1与miRNA m2之间的功能相似性;DT1表示与miRNA m1相关联的疾病集,|DT1|表示与miRNAm1相关联的疾病集的长度,dt1i表示疾病集DT1中的第i种疾病;DT2表示与miRNA m2相关联的疾病集,|DT2|表示与miRNA m2相关联的疾病集的长度,dt2j表示疾病集DT2中的第j种疾病;Sim(dt1i,DT2)表示疾病dt1i与疾病集DT2之间的相似度,Sim(dt2j,DT1)表示疾病dt2j与疾病集DT1之间的相似度。 3.根据权利要求2所述的miRNA-疾病关联识别方法,其特征在于,所述根据所述miRNA网络无向图计算任意两个miRNA之间的聚集系数,具体包括: 获取所述miRNA网络无向图中所述miRNA m1的邻居结点集合Nm1,以及所述miRNA m2的邻居结点集合Nm2; 采用公式计算miRNA m1与miRNA m2之间的聚集系数ECC(m1,m2);其中|Nm1∩Nm2|表示Nm1与Nm2的交集中的结点个数;|Nm1|表示Nm1中的结点个数;|Nm2|表示Nm2中的结点个数。 4.根据权利要求3所述的miRNA-疾病关联识别方法,其特征在于,所述根据所述任意两个miRNA之间的功能相似性和聚集系数确定所述任意两个miRNA之间的组合权重,具体包括: 根据所述任意两个miRNA之间的功能相似性MSim(m1,m2)和聚集系数ECC(m1,m2),采用公式确定所述miRNA m1与miRNA m2之间的组合权重ω(m1,m2)。 5.根据权利要求4所述的miRNA-疾病关联识别方法,其特征在于,所述根据所述任意两个miRNA之间的组合权重计算每个miRNA顶点的权重,具体包括: 采用公式Vωs=kmax×dωs计算任意一个miRNA顶点V的权重Vωs;其中kmax表示加权子图S中边的权重;所述加权子图S为所述miRNA顶点V以及其直接邻居结点的集合;|V|表示所述加权子图S中miRNA的个数;ω表示所述加权子图S中边的组合权重,即所述加权子图S中任意两个miRNA之间的组合权重。 6.一种基于融合属性的miRNA-疾病关联识别系统,其特征在于,所述系统包括: 疾病数据库获取模块,用于获取待分析的疾病数据库;所述疾病数据库中存储有多种疾病类型和多个miRNA; 功能相似性计算模块,用于计算所述疾病数据库中任意两个miRNA之间的功能相似性; miRNA网络无向图构建模块,用于根据所述任意两个miRNA之间的功能相似性构建miRNA网络无向图; 聚集系数计算模块,用于根据所述miRNA网络无向图计算所述任意两个miRNA之间的聚集系数; 属性融合模块,用于根据所述任意两个miRNA之间的功能相似性和聚集系数确定所述任意两个miRNA之间的组合权重; 顶点权重计算模块,用于根据所述任意两个miRNA之间的组合权重计算每个miRNA顶点的权重; 排序模块,用于根据所述每个miRNA顶点的权重大小对各个miRNA进行降序排序; 筛选模块,用于根据降序排序结果筛选与疾病相关的潜在miRNA。 7.根据权利要求6所述的miRNA-疾病关联识别系统,其特征在于,所述功能相似性计算模块具体包括: 功能相似性计算单元,用于采用公式计算所述疾病数据库中任意两个miRNA之间的功能相似性;其中miRNA m1和miRNA m2为所述疾病数据库中的任意两个miRNA;MSim(m1,m2)表示miRNA m1与miRNA m2之间的功能相似性;DT1表示与miRNA m1相关联的疾病集,|DT1|表示与miRNA m1相关联的疾病集的长度,dt1i表示疾病集DT1中的第i种疾病;DT2表示与miRNA m2相关联的疾病集,|DT2|表示与miRNA m2相关联的疾病集的长度,dt2j表示疾病集DT2中的第j种疾病;Sim(dt1i,DT2)表示疾病dt1i与疾病集DT2之间的相似度,Sim(dt2j,DT1)表示疾病dt2j与疾病集DT1之间的相似度。 8.根据权利要求7所述的miRNA-疾病关联识别系统,其特征在于,所述聚集系数计算模块具体包括: 邻居结点集合获取单元,用于获取所述miRNA网络无向图中所述miRNA m1的邻居结点集合Nm1,以及所述miRNA m2的邻居结点集合Nm2; 聚集系数计算单元,用于采用公式计算miRNA m1与miRNA m2之间的聚集系数ECC(m1,m2);其中|Nm1∩Nm2|表示Nm1与Nm2的交集中的结点个数;|Nm1|表示Nm1中的结点个数;|Nm2|表示Nm2中的结点个数。 9.根据权利要求8所述的miRNA-疾病关联识别系统,其特征在于,所述属性融合模块具体包括: 组合权重计算单元,用于根据所述任意两个miRNA之间的功能相似性MSim(m1,m2)和聚集系数ECC(m1,m2),采用公式确定所述miRNA m1与miRNA m2之间的组合权重ω(m1,m2)。 10.根据权利要求9所述的miRNA-疾病关联识别系统,其特征在于,所述顶点权重计算模块具体包括: 顶点权重计算单元,用于采用公式Vωs=kmax×dωs计算任意一个miRNA顶点V的权重Vωs;其中kmax表示加权子图S中边的权重;所述加权子图S为所述miRNA顶点V以及其直接邻居结点的集合;|V|表示所述加权子图S中miRNA的个数;ω表示所述加权子图S中边的组合权重,即所述加权子图S中任意两个miRNA之间的组合权重。
摘要:
本发明公开了一种基于融合属性的miRNA‑疾病关联识别方法及系统。所述方法首先计算疾病数据库中任意两个miRNA之间的功能相似性,根据功能相似性构建miRNA网络无向图并计算任意两个不同miRNA之间的聚集系数,融合两个miRNA之间的功能相似性和聚集系数得到组合权重;根据组合权重计算每个miRNA顶点的权重,根据权重大小对各个miRNA进行降序排序,根据降序排序结果筛选出与疾病相关的潜在miRNA。本发明方法实现简单,在融合拓扑属性和功能相似性这两种属性的基础上,对miRNA结点进行加权、降序排序,然后借助于人类miRNA相关的疾病数据库,利用排序后的结果,预测潜在的miRNA与疾病的关联,提高了...

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