КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 19-14-00298
НазваниеКоннективное картирование постгеномных данных: онкология и шизофрения как модели для выявления биомаркерных процессов
Руководитель Лисица Андрей Валерьевич, Доктор биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" , г Москва
Конкурс №35 - Конкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-207 - Системная биология; биоинформатика
Ключевые слова полногеномный поиск ассоциаций (GWAS), молекулярное профилирование, масс-спектрометрия, генотипирование
Код ГРНТИ34.15.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на создание моделей коннективного картирования полярных, с точки зрения клинических симптомов, заболеваний (шизофрения, расстройства аутистического спектра и онкология) для изучения патофизиологических процессов [Tabares-Seisdedos R., 2013]. Связность заболеваний и возможность одновременного появления характеризуются феноменом прямой коморбидности, при котором наблюдается сочетанное развитие комплекса болезней у пациента, а также обратной коморбидности для патологий, которые редко одновременно встречаются у одного человека [Пузырев В.П., 2015; Tabares-Seisdedos R., 2013]. В последние десятилетия опубликованы свыше 50 медико-биологических исследований, описывающих наблюдения, что субъекты с эндогенным заболеванием (шизофрения) намного реже страдают онкологическими заболеваниями по сравнению с общей популяцией [Ji J, 2013; Mortensen PB, 1989; Lichtermann D, 2001; Barak Y, 2005; Grinshpoon A, 2005 ]. Однако в случаях сочетанного развития этих полярных болезней летальный исход наступает быстрее по сравнению с психически здоровыми онкологическими больными [Irwin KE, 2014; Brown S, 2010; Crump C, 2013 ]. Молекулярный механизм этого явления на сегодня не изучен.
Актуальным представляется развитие биоинформатических подходов для изучения физиологических процессов, ассоциированных с развитием заболеваний с обратной коморбидностью, включая ментальные (шизофрения, расстройства аутистического спектра) и телесные (рак толстого кишечника, почки, молочной железы и яичников) [Tabares-Seisdedos R., 2013].
В результате проекта будут созданы информационные модели, связывающие молекулярные слои (геномный, протеомный и метаболомный) для многофакторных патофенотипов. Новизна предлагаемого проекта заключается в систематизации накопленных знаний в биоинформационных ресурсах посредством картирования взаимодействий между случайными объектами молекулярных слоев, представляющих собой тематические планарные графы, а также между объектами двух и более молекулярных слоев (иерархический граф).
Для экспериментального сопоставления известных на сегодня медико-биологических сведений о функциональном развитии патофенотипа планируется выполнить анализ молекулярных профилей свыше 500 образцов биологического происхождения методами полногеномного анализа ассоциаций (GWAS/NGS, n>150), протеомики (n>500) и метаболомики (n>150). Применение подхода импутации генотипов увеличит статистическую мощность исследования и позволит выявить значимые мутации, ассоциациированные с фенотипами [Boyle EA, 2017; Li Yu, 2010 ]. Для построения моделей межмолекулярных функциональных взаимодействия для конкретного фенотипа будут применены следующие допущения. Ожидается, что значимые функциональные межмолекулярные взаимодействия являются слабыми, статистически недоказуемыми («small world phenomena») [Watts DJ, 1998] , возможно сопоставление функциональных взаимодействий, полученных для разных молекулярных слоев, например, геном/метаболом, протеом/метаболом и т.д.
Литература
Barak Y, Achiron A, Mandel M, Mirecki I, Aizenberg D. Reduced cancer incidence among patients with schizophrenia. Cancer. 2005;104:2817-2821.
Boyle EA, Li YI, Pritchard JK. An Expanded View of Complex Traits: From Polygenic to Omnigenic. Cell. 2017;169(7):1177-1186.
Brown S, Kim M, Mitchell C, Inskip H. Twenty-five year mortality of a community cohort with schizophrenia. Br J Psychiatry. 2010;126:116-121.
Crump C, Winkleby MA, Sundquist K, Sundquist J. Comorbidities and mortality in persons with schizophrenia: a Swedish national cohort study. Am J Psychiatry. 2013;170(3):324-333.
Grinshpoon A, Barchana M, Ponizovsky A, et al. Cancer in schizophrenia: is the risk higher or lower? Schizophr Res. 2005;73:333-341.
Irwin KE. Cancer Care for Individuals With Schizophrenia. 2014. Cancer. DOI: 10.1002/cncr.28431
Ji J, Sundquist K, Ning Y, Kendler KS, Sundquist J, Chen X. Incidence of cancer in patients with schizophrenia and their first-degree relatives: a population-based study in Sweden. Schizophr Bull. 2012;39(3):527-536.
Li Y, Willer C, Sanna S, Abecasis G. Genotype imputation. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2009;10:387-406. doi: 10.1146/annurev.genom.9.081307.164242.
Lichtermann D, Ekelund J, Pukkala E, Tanskanen A, Lonnqvist J. Incidence of cancer among persons with schizophrenia and their relatives. Arch Gen Psychiatry. 2001;58:573-578.
Mortensen PB. The incidence of cancer in schizophrenic patients. J Epidemiol Community Health. 1989;43:43-47.
Tabarés-Seisdedos R, Rubenstein JL. Inverse cancer comorbidity: a serendipitous opportunity to gain insight into CNS disorders. Nat Rev Neurosci. 2013;14(4):293-304.
Watts DJ. Collective dynamics of ‘small-world’ networks. Nature. 1998; 393:440-442.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Кайшева А.Л., Степанов А.А., Копылов А.Т., Буткова Т.В., Плешакова Т.О., Рябцев В.В., Юров И.Ю., Ворсанова С.Г., Иванов Ю.Д,
Pilot data of serum proteins from children with autism spectrum disorders
Data in Brief (год публикации - 2019)
10.1016/j.dib.2019.104558
2.
Иванов Ю.Д., Плешакова Т.О., Мальсагова К.А., Курбатов Л.К., Попов В.П., Глухов А.А., Смирнов А.Ю., Еникеев Д.В., Потолдыкова Н.В., Алексеев Б.Я., Долоктазин Д.Р., Каприн А.Д., Зиборов В.С., Петров О.Ф., Арчаков А.И.
Detection of Marker miRNAs, Associated with Prostate Cancer, in Plasma Using SOI-NW Biosensor in Direct and Inversion Modes
Sensors (год публикации - 2019)
10.3390/s19235248
3.
Буткова Т. В., Мальсагова К. А., Степанов А. А., Костюк Г.П., Захарова Н.В., Бравве Л.В., Синицына А. А., Изотов А. А., Кайшева А. Л.
«Инь-ян» гены в онкопатологии, шизофрении и аутистических расстройствах
Вопросы практической педиатрии, Том 14, №6 (год публикации - 2019)
10.20953/1817-7646-2019-6-
4.
Т.В. Буткова, А.Т. Копылов, А.А. Степанов, К.А. Мальсагова, Г.П. Костюк, Н.В. Захарова, Л.В. Бравве, А.А. Синицына, А.Л. Кайшева.
Proteome data of serum samples from patients with schizophrenia
Data in Brief (год публикации - 2020)
10.1016/j.dib.2020.105338
5.
Копылов А.Т., Степанов А.А., Мальсагова К.А., Сони Д., Кушлинский Н.Е., Еникеев Д.В., Потолдыкова Н.В. Лисица А.В., Кайшева А.Л.
Revelation of Proteomic Indicators for Colorectal Cancer in Initial Stages of Development
Molecules (год публикации - 2020)
10.3390/molecules25030619
6.
Тихонов Д., Куликова Л., Копылов А., Мальсагова К., Степанов А., Руднев В., Кайшева А.
Super secondary structures of proteins with post-translational modifications in colon cancer
Molecules (год публикации - 2020)
10.3390/molecules25143144
7.
Мальсагова К.А., Степанов А.А,, Копылов А.Т., Еникеев Д.В., Потолдыкова Н.В., Изотов А.А., Буткова Т.В., Кайшева А.Л.
Stability of Plasma Protein Composition in Dried Blood Spot during Storage
Processes, 8(11), 1500 (год публикации - 2020)
10.3390/pr8111500
8.
Копылов А.Т., Петровский Д.В., Степанов А.А., Руднев В.Р., Мальсагова К.А., Буткова Т.В., Захарова Н.В., Костюк Г.П., Куликова Л.И., Еникеев Д.В., Потолдыкова Н.В., Куликов Д.А., Зулькарнаев А.В., Кайшева А.Л.
Convolutional neural network in proteomics and metabolomics for determination of comorbiity between cancer and schizophrenia
Journal of Biomedical Informatics (год публикации - 2021)
10.1016/j.jbi.2021.103890
9.
Мальсагова К.А., Буткова Т.В., Копылов А.Т., Изотов А.А., Потолдыкова Н.В., Еникеев Д.В., Григорян В., Тарасов А., Степанов А.А., Кайшева А.Л.
Pharmacogenetic Testing: A Tool for Personalized Drug Therapy Optimization
Pharmaceutics (год публикации - 2020)
10.3390/pharmaceutics12121240
Публикации
1.
Кайшева А.Л., Степанов А.А., Копылов А.Т., Буткова Т.В., Плешакова Т.О., Рябцев В.В., Юров И.Ю., Ворсанова С.Г., Иванов Ю.Д,
Pilot data of serum proteins from children with autism spectrum disorders
Data in Brief (год публикации - 2019)
10.1016/j.dib.2019.104558
2.
Иванов Ю.Д., Плешакова Т.О., Мальсагова К.А., Курбатов Л.К., Попов В.П., Глухов А.А., Смирнов А.Ю., Еникеев Д.В., Потолдыкова Н.В., Алексеев Б.Я., Долоктазин Д.Р., Каприн А.Д., Зиборов В.С., Петров О.Ф., Арчаков А.И.
Detection of Marker miRNAs, Associated with Prostate Cancer, in Plasma Using SOI-NW Biosensor in Direct and Inversion Modes
Sensors (год публикации - 2019)
10.3390/s19235248
3.
Буткова Т. В., Мальсагова К. А., Степанов А. А., Костюк Г.П., Захарова Н.В., Бравве Л.В., Синицына А. А., Изотов А. А., Кайшева А. Л.
«Инь-ян» гены в онкопатологии, шизофрении и аутистических расстройствах
Вопросы практической педиатрии, Том 14, №6 (год публикации - 2019)
10.20953/1817-7646-2019-6-
4.
Т.В. Буткова, А.Т. Копылов, А.А. Степанов, К.А. Мальсагова, Г.П. Костюк, Н.В. Захарова, Л.В. Бравве, А.А. Синицына, А.Л. Кайшева.
Proteome data of serum samples from patients with schizophrenia
Data in Brief (год публикации - 2020)
10.1016/j.dib.2020.105338
5.
Копылов А.Т., Степанов А.А., Мальсагова К.А., Сони Д., Кушлинский Н.Е., Еникеев Д.В., Потолдыкова Н.В. Лисица А.В., Кайшева А.Л.
Revelation of Proteomic Indicators for Colorectal Cancer in Initial Stages of Development
Molecules (год публикации - 2020)
10.3390/molecules25030619
6.
Тихонов Д., Куликова Л., Копылов А., Мальсагова К., Степанов А., Руднев В., Кайшева А.
Super secondary structures of proteins with post-translational modifications in colon cancer
Molecules (год публикации - 2020)
10.3390/molecules25143144
7.
Мальсагова К.А., Степанов А.А,, Копылов А.Т., Еникеев Д.В., Потолдыкова Н.В., Изотов А.А., Буткова Т.В., Кайшева А.Л.
Stability of Plasma Protein Composition in Dried Blood Spot during Storage
Processes, 8(11), 1500 (год публикации - 2020)
10.3390/pr8111500
8.
Копылов А.Т., Петровский Д.В., Степанов А.А., Руднев В.Р., Мальсагова К.А., Буткова Т.В., Захарова Н.В., Костюк Г.П., Куликова Л.И., Еникеев Д.В., Потолдыкова Н.В., Куликов Д.А., Зулькарнаев А.В., Кайшева А.Л.
Convolutional neural network in proteomics and metabolomics for determination of comorbiity between cancer and schizophrenia
Journal of Biomedical Informatics (год публикации - 2021)
10.1016/j.jbi.2021.103890
9.
Мальсагова К.А., Буткова Т.В., Копылов А.Т., Изотов А.А., Потолдыкова Н.В., Еникеев Д.В., Григорян В., Тарасов А., Степанов А.А., Кайшева А.Л.
Pharmacogenetic Testing: A Tool for Personalized Drug Therapy Optimization
Pharmaceutics (год публикации - 2020)
10.3390/pharmaceutics12121240
Публикации
1.
Кайшева А.Л., Степанов А.А., Копылов А.Т., Буткова Т.В., Плешакова Т.О., Рябцев В.В., Юров И.Ю., Ворсанова С.Г., Иванов Ю.Д,
Pilot data of serum proteins from children with autism spectrum disorders
Data in Brief (год публикации - 2019)
10.1016/j.dib.2019.104558
2.
Иванов Ю.Д., Плешакова Т.О., Мальсагова К.А., Курбатов Л.К., Попов В.П., Глухов А.А., Смирнов А.Ю., Еникеев Д.В., Потолдыкова Н.В., Алексеев Б.Я., Долоктазин Д.Р., Каприн А.Д., Зиборов В.С., Петров О.Ф., Арчаков А.И.
Detection of Marker miRNAs, Associated with Prostate Cancer, in Plasma Using SOI-NW Biosensor in Direct and Inversion Modes
Sensors (год публикации - 2019)
10.3390/s19235248
3.
Буткова Т. В., Мальсагова К. А., Степанов А. А., Костюк Г.П., Захарова Н.В., Бравве Л.В., Синицына А. А., Изотов А. А., Кайшева А. Л.
«Инь-ян» гены в онкопатологии, шизофрении и аутистических расстройствах
Вопросы практической педиатрии, Том 14, №6 (год публикации - 2019)
10.20953/1817-7646-2019-6-
4.
Т.В. Буткова, А.Т. Копылов, А.А. Степанов, К.А. Мальсагова, Г.П. Костюк, Н.В. Захарова, Л.В. Бравве, А.А. Синицына, А.Л. Кайшева.
Proteome data of serum samples from patients with schizophrenia
Data in Brief (год публикации - 2020)
10.1016/j.dib.2020.105338
5.
Копылов А.Т., Степанов А.А., Мальсагова К.А., Сони Д., Кушлинский Н.Е., Еникеев Д.В., Потолдыкова Н.В. Лисица А.В., Кайшева А.Л.
Revelation of Proteomic Indicators for Colorectal Cancer in Initial Stages of Development
Molecules (год публикации - 2020)
10.3390/molecules25030619
6.
Тихонов Д., Куликова Л., Копылов А., Мальсагова К., Степанов А., Руднев В., Кайшева А.
Super secondary structures of proteins with post-translational modifications in colon cancer
Molecules (год публикации - 2020)
10.3390/molecules25143144
7.
Мальсагова К.А., Степанов А.А,, Копылов А.Т., Еникеев Д.В., Потолдыкова Н.В., Изотов А.А., Буткова Т.В., Кайшева А.Л.
Stability of Plasma Protein Composition in Dried Blood Spot during Storage
Processes, 8(11), 1500 (год публикации - 2020)
10.3390/pr8111500
8.
Копылов А.Т., Петровский Д.В., Степанов А.А., Руднев В.Р., Мальсагова К.А., Буткова Т.В., Захарова Н.В., Костюк Г.П., Куликова Л.И., Еникеев Д.В., Потолдыкова Н.В., Куликов Д.А., Зулькарнаев А.В., Кайшева А.Л.
Convolutional neural network in proteomics and metabolomics for determination of comorbiity between cancer and schizophrenia
Journal of Biomedical Informatics (год публикации - 2021)
10.1016/j.jbi.2021.103890
9.
Мальсагова К.А., Буткова Т.В., Копылов А.Т., Изотов А.А., Потолдыкова Н.В., Еникеев Д.В., Григорян В., Тарасов А., Степанов А.А., Кайшева А.Л.
Pharmacogenetic Testing: A Tool for Personalized Drug Therapy Optimization
Pharmaceutics (год публикации - 2020)
10.3390/pharmaceutics12121240