一种基于ExtraCellTalk的细胞通讯网络分析方法技术

本发明专利技术提供一种基于ExtraCellTalk的细胞通讯网络分析方法，属于生物通讯技术领域，包括：获取受体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵和配体细胞组织的细胞基因表达矩阵；将受体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵输入ExtraCellTalk软件获得细胞外配体信号与受体组织细胞受体信号之间的相互作用关系对；将配体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵输入ExtraCellTalk软件获得细胞外配体信号与配体细胞组织之间的相互作用关系对；根据所述关系对获得配体来源细胞组织与受体细胞组织之间的通讯关系。胞组织之间的通讯关系。胞组织之间的通讯关系。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ExtraCellTalk的细胞通讯网络分析方法


[0001]本专利技术涉及生物通讯
，特别涉及一种基于ExtraCellTalk的细胞通讯网络分析方法。

技术介绍

[0002]细胞通讯是指不同细胞之间相互作用的过程，包括细胞连接的直接接触通讯及远距离细胞的间接通讯，被认为是维持组织、器官稳态及参与复杂生物学过程调控的功能基础。研究表明，异常的细胞通讯会导致各种疾病的发生。因此，解析组织、器官不同细胞之间的通讯过程对理解个体发育调控基础及阐明复杂疾病的异常分子调控机制至关重要。
[0003]近年来，单细胞测序技术的不断发展使得解析细胞通讯这一过程成为可能。随着技术的不断成熟，大量组织类型的单细胞数据得以产生，利用现有的生物学基础，即细胞的通讯是通过配体细胞产生的配体信号与受体细胞产生的受体信号相互作用来实现的，已经有相当数量的细胞通讯预测软件出现并被不断应用到组织细胞通讯的预测中来，例如CellphoneDB，CellChat，NicheNet等。
[0004]但遗憾的是，这些软件仅利用单一的组织单细胞转录组数据来完成预测，由于其自身的方法局限性，仅能用来预测细胞间的直接接触通讯，不能对远距离组织细胞间的间接通讯过程进行分析，因此有必要提供一种新的方法来解决远距离组织间的细胞通讯交流。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于ExtraCellTalk的细胞通讯网络分析方法，该方法能够批量预测细胞外信号与细胞之间的相互作用和批量预测远距离组织不同细胞间的通讯过程。
[0006]本专利技术提出一种基于ExtraCellTalk的细胞通讯网络分析方法，包括：
[0007]获取受体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵和配体细胞组织的细胞基因表达矩阵；
[0008]将受体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵输入ExtraCellTalk软件获得细胞外配体信号与受体组织细胞受体信号之间的相互作用关系对；
[0009]将配体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵输入ExtraCellTalk软件获得细胞外配体信号与配体细胞组织之间的相互作用关系对；
[0010]根据细胞外配体信号与目标组织细胞受体信号之间的相互作用关系和细胞外配体信号与配体细胞组织之间的相互作用关系对，获得配体来源细胞组织与受体细胞组织之间的通讯关系。
[0011]获取受体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵和配体细胞组织的细胞基因表达矩阵包括:
[0012]收集受体组织并将其分为对照组和实验组，解离受体组织获得单细胞悬液后进行单细胞转录组测序，获得受体细胞组织的细胞基因表达矩阵；
[0013]收集受体组织周围组织液并将其分为对照组和实验组，对受体组织周围组织液进行蛋白组测序，获得受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵；
[0014]收集远距离潜在配体来源组织并将其分为对照组和实验组，解离远距离潜在配体来源组织后获得单细胞悬液同样进行单细胞转录组测序，获得配体细胞组织的细胞基因表达矩阵。
[0015]将受体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵输入ExtraCellTalk软件获得细胞外配体信号与受体组织细胞受体信号之间的相互作用关系对包括：
[0016]调用ExtraCellTalk程序中的ExtraCellTalk.ExtraCellTalk()函数获得细胞外配体信号与受体组织细胞受体信号之间的相互作用关系对；
[0017]将受体细胞组织的细胞基因表达矩阵，受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵，受体组织周围组织液对照组信息和实验组信息，受体组织对照组信息和实验组信息输入到ExtraCellTalk程序；
[0018]ExtraCellTalk程序输出细胞外配体信号与受体组织细胞受体信号之间的相互作用关系对。
[0019]将配体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵输入ExtraCellTalk软件获得细胞外配体信号与配体细胞组织之间的相互作用关系对包括：
[0020]调用ExtraCellTalk程序中的ExtraCellTalk.LigaSource()函数获得细胞外配体信号与配体细胞组织之间的相互作用关系对；
[0021]将配体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵，远距离潜在配体来源组织对照组信息和实验组信息，受体组织周围组织液对照组信息和实验组信息输入到ExtraCellTalk程序；
[0022]ExtraCellTalk输出细胞外配体信号与配体细胞组织之间的相互作用关系对。
[0023]根据细胞外配体信号与目标组织细胞受体信号之间的相互作用关系对和细胞外配体信号与配体细胞组织之间的相互作用关系对，获得配体来源细胞组织与受体细胞组织之间的通讯关系包括：
[0024]调用ExtraCellTalk程序中的ExtraCellTalk.LigaSource()函数获得配体来源细胞组织与受体细胞组织之间的通讯关系；
[0025]输入细胞外配体信号与目标组织细胞受体信号之间的相互作用关系对和细胞外配体信号与配体细胞组织之间的相互作用关系对；
[0026]ExtraCellTalk输出配体来源细胞组织与受体细胞组织之间的通讯关系。
[0027]对配体来源细胞组织与受体细胞组织之间的通讯关系进行可视化展示包括：
[0028]输入ExtraCellTalk程序预测的细胞外配体信号与受体组织细胞受体信号之间的相互作用关系对；
[0029]调用ExtraCellTalk程序中的ExtraCellTalk.BubblePlot()函数，输出预测的细胞外信号与细胞之间关系作用的图像形式，比较不同细胞间的相互作用关系差异。
[0030]对配体来源细胞组织与受体细胞组织之间的通讯关系进行可视化展示包括：
[0031]输入ExtraCellTalk程序预测的配体来源细胞组织与受体细胞组织之间的通讯关系；
[0032]调用ExtraCellTalk程序中的ExtraCellTalk.SankeyPlot()函数，输出预测的远距离组织不用细胞间的细胞通讯结果的图像形式，获得组织间细胞间接通讯的整体作用模式。
[0033]本专利技术引入一个细胞外信号，即细胞外蛋白丰度变化情况作为中间参考，预测远距离组织细胞间的通讯交流的方法，通过获取受体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵和配体细胞组织的细胞基因表达矩阵；将受体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵输入ExtraCellTalk软件获得细胞外配体信号与受体组织细胞受体信号之间的相互作用关系对；将配体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ExtraCellTalk的细胞通讯网络分析方法，其特征在于，包括：获取受体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵和配体细胞组织的细胞基因表达矩阵；将受体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵输入ExtraCellTalk软件获得细胞外配体信号与受体组织细胞受体信号之间的相互作用关系对；将配体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵输入ExtraCellTalk软件获得细胞外配体信号与配体细胞组织之间的相互作用关系对；根据细胞外配体信号与目标组织细胞受体信号之间的相互作用关系对和细胞外配体信号与配体细胞组织之间的相互作用关系对，获得配体来源细胞组织与受体细胞组织之间的通讯关系。2.根据权利要求1所述的一种基于ExtraCellTalk的细胞通讯网络分析方法，其特征在于，所述获取受体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵和配体细胞组织的细胞基因表达矩阵包括:收集受体组织并将其分为对照组和实验组，解离受体组织获得单细胞悬液后进行单细胞转录组测序，获得受体细胞组织的细胞基因表达矩阵；收集受体组织周围组织液并将其分为对照组和实验组，对受体组织周围组织液进行蛋白组测序，获得受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵；收集远距离潜在配体来源组织并将其分为对照组和实验组，解离远距离潜在配体来源组织后获得单细胞悬液同样进行单细胞转录组测序，获得配体细胞组织的细胞基因表达矩阵。3.根据权利要求1所述的一种基于ExtraCellTalk的细胞通讯网络分析方法，其特征在于，所述将受体细胞组织的细胞基因表达矩阵和受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵输入ExtraCellTalk软件获得细胞外配体信号与受体组织细胞受体信号之间的相互作用关系对包括：调用ExtraCellTalk程序中的ExtraCellTalk.ExtraCellTalk()函数获得细胞外配体信号与受体组织细胞受体信号之间的相互作用关系对；将受体细胞组织的细胞基因表达矩阵，受体细胞组织周围组织液的蛋白丰度矩阵，受体组织周围组织液对照组信息和实验组信息，受体组织对照组信息和实验组信息输入到ExtraCellTalk程序；ExtraCellTalk程序输出细胞外配体信号与受体组织细胞受体信号之间的相互作用关系对。4.根据权利要求1所述的一种基于ExtraCellTalk的细胞通讯网络分析方法，其特征在于，所述将...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴珍芳，洪林君，臧旭鹏，谷圣臣，蔡更元，李紫聪，顾婷，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：