System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于尺度图卷积网络与特征卷积的circRNA-疾病关联预测方法技术_技高网

一种基于尺度图卷积网络与特征卷积的circRNA-疾病关联预测方法技术

技术编号:41386186 阅读:6 留言:0更新日期:2024-05-20 19:07
本发明专利技术公开了一种基于尺度图卷积网络与特征卷积的circRNA‑疾病关联预测方法SGFCCDA,包括以下步骤:首先,SGFCCDA分别融合circRNA和疾病的多种相似性,生成相似性网络,并结合关联网络构造circRNA‑疾病异构网络;其次,为了从异构网络中捕获拓扑信息和节点特征,SGFCCDA引入尺度图卷积网络;为了更充分地学习节点的高级特征表示,SGFCCDA应用卷积神经网络,探索更加丰富的节点信息;最后,通过哈达玛乘积有效组合circRNA特征与疾病特征,并通过多层感知器实现circRNA‑疾病关联预测。本发明专利技术针对circRNA和疾病提取的深层特征信息,不仅包含网络的拓扑结构信息,而且对节点自身以及节点之间的属性信息进行充分探索,实现了更加准确的circRNA‑疾病关联预测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能计算与数据挖掘领域,特别涉及一种基于尺度图卷积网络与特征卷积的circrna-疾病关联预测方法。


技术介绍

1、环状rna(circrna)是一种具有闭合环状结构的非编码rna,其独特的序列结构使其具有更加稳定的表达模式。circrna在自然界的多种生物体中都有存在,例如哺乳动物、植物和果蝇等。circrna的异常表达对于细胞的增殖和代谢有着至关重要的影响,与癌症、糖尿病、神经系统疾病等人类复杂疾病的发生和发展存在着不可分割的联系。因此,识别与疾病相关的circrna有助于揭示疾病发生发展的机制,进一步促进对人类复杂疾病的认识。

2、通过传统的湿实验识别疾病相关的circrna,研究成本高且耗费时间长。目前已经开发了多种计算模型有效地识别circrna和疾病之间的潜在关联。现有的方法大致可以分为以下两类:基于传统计算方法的模型和基于图神经网络算法的模型。

3、基于传统计算方法的模型主要是通过矩阵分解或训练分类器实现circrna-疾病关联的预测。wei等人提出了icircda-mf模型,利用邻居互作谱对假阴性关联进行错误纠正,然后使用矩阵分解实现潜在circrna-疾病关联的预测。shen等人设计了一种基于多个异构网络的预测模型xgbcda,通过极端梯度提升树(xgboost)分类器进行潜在特征的深入提取,然后再次训练xgboost分类器获取最终的预测结果。wei等人提出了一种称为icircda-ltr的计算模型,通过排序学习算法对每个circrna相关的疾病进行排序,进而预测出最具有相关性的circrna-疾病关联。然而,传统的计算方法通常无法充分地捕捉数据的非线性特征,从而可能会导致模型性能有所不足。基于图神经网络算法的计算模型可以对circrna和疾病的特征进行充分的提取,进而更加准确地预测circrna和疾病的潜在关联。wang等人基于改进的图卷积网络算法提出了gcncda模型,通过快速学习的图卷积网络,将circrna与疾病的融合描述符中蕴含的深层特征提取出来,最后通过森林惩罚属性分类器实现预测功能。bian等人设计了一种circrna-疾病关联预测模型gatcda,通过计算circrna与疾病的多种相似性并对其进行整合,然后运用图注意力网络获取最终的预测得分矩阵。li等人提出了gatgcn计算模型,同时运用了图注意力网络和图卷积网络,将前者应用于circrna和疾病的相似性网络进行节点特征表示的学习,将后者应用于计算预测分数。cao等人同样运用了这两种算法,设计了计算模型ggcda,通过多头图注意力网络学习circrna节点和疾病节点的隐藏特征,然后采用图卷积网络实现节点特征的聚合,最后将生成的特征输入全连接层以得到预测结果。虽然图神经网络算法能够从网络中提取节点特征,但是在上述模型中都是直接将图神经网络算法获取的特征用于预测任务,而没有对获得的特征表示进行更加充分的探索。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供了一种基于尺度图卷积网络与特征卷积的circrna-疾病关联预测方法,简称sgfccda,旨在运用图卷积网络方法,在一定程度上解决现有方法预测circrna-疾病关联计算方面难以充分处理特征表示的问题。

2、本专利技术提供的技术方案如下。

3、步骤1:分别融合circrna的功能相似性和高斯互作核相似性,疾病的语义相似性和高斯互作核相似性,生成对应的综合相似性网络,结合关联网络,构造circrna-疾病异构网络。

4、步骤2:将circrna-疾病异构网络作为尺度图卷积网络的输入,通过通道级别的尺度变换策略,捕获异构网络的拓扑信息以及节点的属性信息,更新circrna节点和疾病节点的特征;

5、步骤3:应用卷积神经网络,对更新后的circrna特征表示和疾病特征表示执行卷积学习,以探索更加丰富的节点信息,实现对特征的深度提取;

6、步骤4:通过哈达玛乘积有效组合circrna特征与疾病特征,并利用多层感知器实现circrna-疾病关联预测。

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【技术保护点】

1.一种基于尺度图卷积网络与特征卷积的circRNA-疾病关联预测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于尺度图卷积网络与特征卷积的circRNA-疾病关联预测方法,其特征在于,步骤1中所述通道级别的尺度变换图卷积网络是将异构网络作为输入,通过通道级别的尺度变换策略,经过多层尺度图卷积网络层,更新circRNA节点和疾病节点的特征,具体步骤如下:

3.根据权利要求1所述的基于尺度图卷积网络与特征卷积的circRNA-疾病关联预测方法,其特征在于,步骤2中所述特征卷积学习策略,将尺度变换图卷积网络得到的特征表示堆叠,分别对堆叠后的circRNA特征表示和疾病特征表示应用卷积神经网络,实现对特征向量的卷积学习,具体步骤如下:

【技术特征摘要】

1.一种基于尺度图卷积网络与特征卷积的circrna-疾病关联预测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于尺度图卷积网络与特征卷积的circrna-疾病关联预测方法,其特征在于,步骤1中所述通道级别的尺度变换图卷积网络是将异构网络作为输入,通过通道级别的尺度变换策略,经过多层尺度图卷积网络层,更新c...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙燕何鑫尚军亮孟祥涵张力敏李凤刘金星
申请(专利权)人:曲阜师范大学
类型:发明
国别省市:

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