miRNA와 표적 RNA의 상관관계에 기반한 암의 전이 예측 모델의 개발

국문 초록 (Abstract)

암 사망의 가장 흔한 원인중 하나인 전이는 원발암 부위로부터 신체의 다른 부위로 암세포가 퍼지는 현상을 일컬으며 그 양상이 매우 복잡한 과정이다. 전이의 진단은 일반적으로 임상 검사와 영상 검사로 확인하지만, 이러한 진단은 대게 전이가 발생한 후에야 진행이 된다. 전이의 조기 발견은 치료를 계획하는 과정에서 중요한 역할을 하며, 이는 차례로 환자의 생존에 중대한 영향을 미친다. 현재까지 림프절 전이를 예측하는 여러 가지 방법이 개발되었지만 원격 전이를 예측하는 데 사용할 수 있는 방법은 거의 알려진 바가 없다. 최근에 알려진 miRNA와 관련된 유전자 조절 기작에 동기를 얻어, 본 연구에서는 림프절 전이와 원격 전이를 모두 예측하는 새로운 방법을 개발했다. 본 연구는 암에서의 miRNA와 표적 RNA 사이의 차등 상관관계를 계산하고 해당 차등 상관관계를 사용하여 전이 예측 모델을 구축하였다. 여러 유형의 암에 대해 본 연구에서 구축한 모델을 테스트한 결과, miRNA와 표적 RNA의 차등 상관관계가 원격 전이 및 림프절 전이를 예측하는 데 기존의 알려진 전이 예측 유전자의 발현량보다 훨씬 더 강력하다는 것을 보였다. 본 연구에서 개발된 방법은 림프절 전이와 원격 전이를 모두 예측하고 암 환자의 치료 계획을 구성하고 결정하는 데 유용할 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Metastasis, one of the most common causes of cancer death, refers to the spread of cancer cells from the primary cancer site to other parts of the body and is a very complex process. Diagnosis of metastasis is usually confirmed by clinical examinations and imaging, but such diagnosis is usually made after metastasis has occurred. Early detection of metastasis plays an important role in the treatment planning process, which in turn has a significant impact on the survival of patients. To date, several methods have been developed to predict lymph node metastasis, but few methods are available that can be used to predict distant metastasis. Motivated by a recently known miRNA-related gene regulatory mechanisms, this study developed a novel method for predicting both lymph node metastasis and distant metastasis. We identified the differential correlation between miRNAs and target RNAs in cancer, and constructed a metastasis prediction model using the differential correlations. As a result of testing the model built in this study for several types of cancer, it was found that the differential correlation between miRNA and target RNA is much more powerful than the expression level of known metastasis predictive genes in predicting distant metastasis and lymph node metastasis. The method developed in this study will be useful for predicting both lymph node metastasis and distant metastasis, and thereby in planning and determining treatment options for cancer patients.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 연구의 목적 2
• 1.3 관련 연구 3
• 1.2.1 경쟁 내인성 RNA(ceRNA) 네트워크 3
• 1.2.2 암의 전이예측 4
• 1.4 연구의 전체 과정 5
• 제 2 장 연구 방법 7
• 2.1 데이터 수집 및 샘플 분류 7
• 2.2 유전자 필터링 및 분류 9
• 2.3 miRNA-RNA 상호작용 유도 및 피처 선택 10
• 2.4 예측모델 구축 13
• 2.4.1 Stacking 기법 13
• 2.4.2 모델 예측 성능의 평가지표 14
• 제 3 장 결과 및 고찰 15
• 3.1 림프절 전이와 원격 전이 예측 15
• 3.2 다른 방법과의 비교 18
• 3.3 miRNA-RNA 상호작용 네트워크 23
• 제 4 장 결론 25
• 참고 문헌 26
• 부록 32