HNMDA:异构网络驱动的miRNA-疾病关联预测

需积分: 50 2 下载量 36 浏览量 更新于2024-08-12 3 收藏 1.64MB PDF 举报
"这篇科研文章探讨了一种名为HNMDA(Heterogeneous Network-based MiRNA-Disease Association prediction)的计算模型,该模型用于预测microRNA(miRNA)与疾病之间的关联。miRNA在人类多种疾病的发生和发展中起着关键作用,但实验验证这些关联既昂贵又耗时。HNMDA模型结合了已知的miRNA-疾病关联、miRNA功能相似性、疾病语义相似性和高斯交互轮廓内核相似度,通过异构网络的方法进行预测。在交叉验证中,HNMDA表现出优于其他方法的预测性能,AUC达到0.8394。在针对乳腺肿瘤、食道肿瘤和肾肿瘤的案例研究中,预测的miRNA中有82%、76%和84%分别被证实与这些疾病相关。此外,HNMDA在新疾病及使用不同已知关联数据库的案例中,也显示了高比例的预测准确性。" HNMDA模型是建立在异构网络的基础上,异构网络允许不同类型的节点(如miRNA、疾病和它们的属性)和边(如相似性关系)的整合。在这个模型中,首先利用网络扩散和重启的随机游走算法,模拟信息在网络中的传播和收敛过程。接着,通过找到最佳投影,将miRNA空间映射到疾病空间,以预测尚未被实验验证的关联。高斯交互轮廓内核相似度是一种强大的工具,能弥补传统相似度计算方法的局限,更好地捕捉节点之间的复杂关系。 在评估中,HNMDA不仅在交叉验证中表现优秀,而且在实际的案例研究中也证明了其预测能力。对于HMDD V2.0数据库中记录的乳腺肿瘤、食道肿瘤和肾肿瘤,前50个预测的miRNA关联中有相当大的比例被证实。即使在没有已知关联的新疾病中,以及使用HMDD V1.0数据库时,HNMDA的预测结果也有很高的验证比例,这体现了模型的泛化能力和实用性。 HNMDA模型提供了一种有效且准确的方法,能够辅助研究人员预测潜在的miRNA-疾病关联,从而加速疾病机制的理解和新疗法的开发。这种方法有望在未来的生物信息学研究和临床实践中发挥重要作用。