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癌症,也称恶性肿瘤,是由于细胞生长增殖机制失常而引起的疾病。现代医学已经认识到癌症是一种基因病,对人类的危害很大。细胞中都含有能够导致细胞癌变的基因,但在通常情况下它们处于被阻遏状态。只有当细胞内有关的调节机制遭到破坏的时候下,癌症基因才会“作恶”,导致癌变的发生。随着分子生物学和基因测序技术的发展,生物信息数据库数量不断递增、功能更加细化、结构日趋复杂。美国、日本、欧洲各国等发达国家自90年代起便相继成立了相应的研究机构,并在互联网上构建了网络节点,以提供大型数据库服务。我国有极为丰富的疾病类种资源。但由于经济和科研条件等方面的限制,目前我国的生物信息学研究尚处于引进国外已有数据库,为国内研究人员提供服务的阶段,数据源和分析软件多半来自于国外,依靠国外生物信息中心建立中国数据镜像中心。本课题旨在通过收集国际权威生物信息学数据库提供的癌症基因相关的miRNA数据,从关联特征方面对miRNA和癌症基因之间的关系进行比对分析,并对匹配靶位和作用频率做相应统计,发现那些在癌症的发生和发展过程中有明显参与迹象的miRNA,进而推测功能未知的miRNA与癌症的联系。研究的分析和结果可以用于后期相关软件开发和数据库建设。MicroRNAs(miRNAs)是一种广泛存在于真核生物中的具有基因调控功能的内源性非编码小分子RNA。其大小约为20-25个核苷酸(在3’端可以有1-2个碱基的长度变化)。研究表明,miRNA参与进行各种各样的基因调节,包括造血、发育、病毒防御、器官形成、脂肪代谢、细胞增殖和衰亡等基因活动的各个层面。miRNAs不仅在生物体发育过程中起到巨大作用,而且一些miRNAs的表达和各种癌症有密切的关系。最近的研究发现,miRNA表达与多种癌症相关,大约50%得到阐释的miRNA在基因组上定位于与肿瘤相关的脆性位点(fragile site)。这说明miRNAs在肿瘤发生过程中起至关重要的作用。本文通过对大量数据的处理和分析,预测了与癌症关系比较密切的一些miRNA族,如:miR-1族、miR-106族、miR-130族、miR-30族、miR-148族、miR-29族、miR-153族、miR-181族、miR-19族、miR-26族、miR-27族、miR-34族等。发现了频繁与癌基因作用的miR-106a、miR-17、miR-20a、miR-20b、miR-30a、miR-30e、miR-30b、miR-30c、miR-30d、miR-106b、miR-519d、miR-26a、miR-26b、miR-15a、miR-15b、miR-16、miR-195、miR-424、miR-497、miR-29a、miR-9、miR-27等miRNAs。推测了在癌基因上距编码区800-1200个核苷酸距离的范围是一个受miRNA调控相对明显且频繁的区域。本文还预测了miRNA在癌症中的调控方向。例如在前列腺癌中,miR-200c、miR-20a、miR-20、miR-375、miR-182、miR-17、miR-93、miR-106a、miR-1274b、let-7a、miR-141、miR-768-3p、miR-200、miR-1826、miR-720、miR-106b、miR-21、miR-768-5p、miR-19b、miR-200a这些miRNAs属于正向调节;而miR-222、miR-221、miR-145、miR-214、miR-574-3p、miR-193a-5p、miR-378这些miRNAs属于负向调节。通过以上的研究可以预测miRNA的具体作用机制,进而更加行之有效的利用其生物学功能来达到预防、诊断和治疗癌症的目的。本文的大部分结论已经得到实验研究的支持,其余的推论希望在日后的研究中得到佐证。