本書以基因共表達網(wǎng)絡為研究對象，針對傳統(tǒng)經(jīng)典的聚類方法對異構(gòu)信息網(wǎng)絡分析的局限性和目前關(guān)于異構(gòu)信息網(wǎng)絡的聚類方法的不足，基于張量分解工具對異構(gòu)信息網(wǎng)絡的聚類問題進行研究。提出了基于張量的異構(gòu)信息網(wǎng)絡建模方法、一般網(wǎng)絡模式的異構(gòu)信息網(wǎng)絡聚類模型、稀疏性約束下的異構(gòu)信息網(wǎng)絡聚類模型、動態(tài)異構(gòu)信息網(wǎng)絡中的混合多類型社團發(fā)現(xiàn)模型，在此基礎上利用這些異構(gòu)信息網(wǎng)絡分析方法，深入研究LncRNA 和mRNA的表達水平和調(diào)控關(guān)系。

熊芳，工學博士，從事信息系統(tǒng)相關(guān)工作二十余年。近年來重點進行生物信息學、醫(yī)學大數(shù)據(jù)與智能決策方面的研究工作。

目 錄
第1章 緒論 （1）
第2章 基于張量的異構(gòu)信息網(wǎng)絡建模方法 （4）
2.1 異構(gòu)信息網(wǎng)絡 （4）
2.2 張量代數(shù)的基本概念 （7）
2.2.1 Hadamard積、Kronecker積和Khatri-Rao積 （8）
2.2.2 張量的矩陣化、張量與矩陣的n模乘 （9）
2.2.3 內(nèi)積、外積和Frobenius范數(shù) （11）
2.2.4 張量分解 （12）
2.3 基于張量的異構(gòu)信息網(wǎng)絡建模 （14）
2.4 本章小結(jié) （17）
第3章 LncRNA-mRNA基因共表達異構(gòu)信息網(wǎng)絡構(gòu)建 （18）
3.1 引言 （18）
3.2 基因共表達網(wǎng)絡建�；�礎 （18）
3.2.1 基因共表達網(wǎng)絡的相關(guān)概念 （18）
3.2.2 異構(gòu)信息網(wǎng)絡的相關(guān)概念 （19）
3.3 數(shù)據(jù)采集 （22）
3.3.1 臨床樣本采集 （22）
3.3.2 組織RNA的提取、cDNA合成與標記 （22）
3.3.3 芯片選擇、雜交及圖像采集 （22）
3.4 LncRNA-mRNA基因共表達網(wǎng)絡構(gòu)建 （23）
3.4.1 基于表達譜的mRNA聚類 （23）
3.4.2 鼻咽癌中差異表達LncRNA和mRNA的篩選 （24）
3.4.3 差異表達的LncRNA和mRNA的染色體定位富集 （27）
3.4.4 LncRNA-mRNA基因共表達網(wǎng)絡構(gòu)建 （32）
3.5 LncRNA和mRNA基因共表達模塊發(fā)現(xiàn) （36）
3.5.1 共同miRNA結(jié)合位點鑒定鼻咽癌中競爭性內(nèi)源RNA共表達模塊 （36）
3.5.2 基于信號通路的LncRNA-mRNA共表達模塊 （38）
3.5.3 IPA整合分析獲得核心轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子驅(qū)動的LncRNA-mRNA共表達
模塊 （39）
3.6 LncRNA和mRNA基因共表達分析與討論 （41）
3.7 本章小結(jié) （43）
第4章 基于遺傳算法的基因共表達網(wǎng)絡社團結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn) （45）
4.1 引言 （45）
4.2 理論基礎 （46）
4.2.1 復雜網(wǎng)絡與社團劃分 （46）
4.2.2 社團劃分評價指標 （47）
4.3 CDGA算法描述 （48）
4.3.1 初始化種群 （49）
4.3.2 CDGA算法中的遺傳算子 （49）
4.4 社團劃分實驗結(jié)果與分析 （50）
4.4.1 小規(guī)模測試網(wǎng)絡實驗 （50）
4.4.2 真實數(shù)據(jù)集實驗 （53）
4.4.3 本章小結(jié) （56）
第5章 基于一般網(wǎng)絡模式的鼻咽癌基因共表達網(wǎng)絡聚類 （57）
5.1 引言 （57）
5.2 基于張量分解的聚類框架 （59）
5.2.1 基于TUCKER分解的聚類模型 （59）
5.2.2 STFClus算法 （61）
5.3 基于TUCKER分解的聚類模型分析 （65）
5.3.1 基于TUCKER分解的聚類模型的可行性分析 （65）
5.3.2 STFClus的收斂性分析 （65）
5.3.3 STFClus的性能分析 （67）
5.3.4 STFClus的初始化方法 （68）
5.3.5 STFClus的時間復雜度分析 （71）
5.4 實驗與結(jié)果分析 （72）
5.4.1 實驗設置 （72）
5.4.2 模擬數(shù)據(jù)集上的實驗 （74）
5.4.3 真實數(shù)據(jù)集上的實驗 （78）
5.5 本章小結(jié) （81）
第6章 稀疏性約束下鼻咽癌基因共表達網(wǎng)絡聚類 （82）
6.1 引言 （82）
6.2 稀疏性約束下的LncRNA-mRNA基因共表達網(wǎng)絡聚類框架 （84）
6.2.1 基于CP分解的LncRNA-mRNA基因共表達網(wǎng)絡聚類模型 （84）
6.2.2 隨機張量梯度下降算法 （86）
6.3 基于CP分解的聚類模型分析 （91）
6.3.1 基于CP分解的聚類模型的可行性分析 （91）
6.3.2 隨機張量梯度下降算法的收斂性分析 （92）
6.3.3 利用張量的稀疏性加速運算與時間復雜度分析 （97）
6.4 實驗與結(jié)果分析 （98）
6.4.1 實驗設置 （98）
6.4.2 模擬數(shù)據(jù)集上的實驗 （99）
6.4.3 真實數(shù)據(jù)集上的實驗 （102）
6.5 本章小結(jié) （105）
第7章 動態(tài)異構(gòu)信息網(wǎng)絡中的混合多類型社團發(fā)現(xiàn) （106）
7.1 引言 （106）
7.2 基于張量分解的混合多類型社團發(fā)現(xiàn)框架 （109）
7.2.1 基于CP分解的社團發(fā)現(xiàn)模型描述 （109）
7.2.2 二階隨機張量梯度下降算法 （113）
7.3 基于CP分解的混合多類型社團發(fā)現(xiàn)模型分析 （119）
7.3.1 動態(tài)異構(gòu)信息網(wǎng)絡中新舊對象的更替 （119）
7.3.2 SOSComm算法的在線部署 （120）
7.3.3 SOSComm算法的時間復雜度分析 （121）
7.4 實驗與結(jié)果分析 （122）
7.4.1 實驗設置 （122）
7.4.2 模擬數(shù)據(jù)集上的實驗 （122）
7.4.3 真實數(shù)據(jù)集上的實驗 （127）
7.5 本章小結(jié) （134）
附錄A 鼻咽癌中差異表達LncRNA基因芯片原始結(jié)果 （136）
附錄B 鼻咽癌中差異表達mRNA基因芯片原始結(jié)果 （148）
參考文獻 （160）