研究表明,心血管疾病是心血管系统基因失调导致的结果,而微小RNA（micro RNA,简称miRNA）在其疾病发生、发展过程中扮演着重要角色。miRNA识别复杂心脏疾病相关的重要生物标记物和生物特征有助于理解复杂心脏疾病的发生和发展机制,能够为疾病的诊断、治疗和预后提供帮助。本文主要选取瓣膜性心脏病合并房颤（Valvular Heart Disease with Atrial Fibrillation,AF-VHD）、肥厚型心肌疾病（Hypertrophic Cardiomyopathy,HCM）和法洛氏四联症（Tetralogy of Fallot,TOF）三类复杂心脏疾病作为研究对象,基于微阵列表达谱数据识别miRNA关联的调控网络和模块,从分子水平上研究复杂心脏疾病的生物特征,为理解其发病机制提供参考。本文主要研究内容包括:（1）基于差异共表达网络识别的miRNAs组合在AF-VHD中的潜在作用研究。首先从miRNA转录表达数据中筛选差异表达miRNAs;然后基于差异表达miRNAs,计算皮尔逊相关系数,设定阈值从而构建AF-VHD和对照组的miRNA共表达网络;通过比对两个网络的连接关系识别AF-VHD与对照组之间的差异miRNA共表达网络,从中识别AF-VHD特异性miRNAs及其组合模式。这种识别AF-VHD特异性miRNAs及其组合的方法既考虑了病例-对照组间差异,又考虑了组内差异,可以更加充分揭示上下文特异性的相互作用,滤除分子间非特异性的相互作用。最后,采用富集分析推断AF-VHD特异性miRNA组合的功能及其介导的信号通路,揭示它们在AF-VHD发生与发展中的作用。研究结果表明,47个miRNAs在AF-VHD与VHD之间差异表达,结合与AF-VHD相关的169个差异表达基因,验证32个差异表达的miRNAs被识别为AF-VHD特异性miRNAs,构建5个miRNA组合。通过实时荧光定量PCR验证AF-VHD特异性miRNAs的差异表达性和可靠性。另外,对组合中的miRNA,融合Target Scan、miRcode和Pic Tar三个数据库预测共同的靶向基因。基因富集结果表明,5个miRNA组合介导了12条信号通路。这些结果表明,miRNA组合介导的信号通路与AF-VHD的发生与发展密切相关,为理解AF-VHD发展机制提供了参考。（2）HCM疾病相关miRNA海绵互作网络识别研究。提出了一种从异质数据中识别circ RNA相关miRNA海绵互作网络的技术框架（circ Sponge）。利用circ Sponge框架,基于HCM关联的circ RNA与m RNA表达谱,和miRNA靶向公共数据库确立miRNA-m RNA和miRNA-circ RNA调控关系;再结合正向相关算法（Positive Correlation,PC）算法构建miRNA海绵互作网络（包含circ RNAcirc RNA、m RNA-m RNA和circ RNA-m RNA三种相互作用关系）。采用该技术框架,共识别出562个circ RNAs和179个m RNAs差异表达。构建的miRNA海绵互作网络包含249个circ RNAs和121个m RNAs所组成的8,146个miRNA海绵互作对（circ RNA-circ RNA、m RNA-m RNA和circ RNA-m RNA关系对分别是6,794、436和916对）。利用已有研究证据分析上述结果可知,miRNA海绵互作网络中涉及到的circ RNAs和m RNAs与HCM的发生发展存在关联,为研究miRNA海绵在HCM疾病中的作用提供了参考。（3）TOF相关的miRNAs调控网络和调控模块识别研究。提出了一个名为miRReg的框架来研究miRNA调控机制。miRReg被用来挖掘miRNA直接和间接调控网络,并在miRNA调控网络基础上,进一步识别miRNA直接和间接调控模块。从TOF关联的miRNA和m RNA表达谱中,miRReg识别了1565个miRNAm RNA调控关系对,266个miRNA海绵互作关系对,12个miRNA-m RNA调控模块和6个miRNA海绵模块。功能分析表明,4个miRNA-m RNA调控模块和3个miRNA海绵模块与TOF疾病显著相关。这说明miRReg识别的miRNA直接或间接调控网络和模块与TOF疾病存在关联,为理解TOF疾病的分子机制提供了新思路和新方法。本文考虑了miRNA-miRNA的协同作用,分析了miRNA组合在VHD和AFVHD的网络水平变化。另外,考虑了miRNA-circ RNA和miRNA-m RNA调控关系,并在HCM中建立了复杂的circ RNA关联miRNA海绵互作网络。进而,分别探讨了miRNA直接和间接调控网络与模块与TOF关联性。总之,本文研究工作为探索复杂心脏疾病中miRNA关联的调控机制提供了新视角。