基于单细胞转录组数据的细胞间通讯推断方法技术

技术编号:43307581 阅读:57 留言:0更新日期:2024-11-12 16:24
本发明专利技术涉及生物信息学领域,具体公开了一种基于单细胞转录组数据的细胞间通讯推断方法,包括步骤:单细胞数据预处理;基于矩阵分解的联合学习模型;识别基因表达模式及细胞亚群;细胞间通讯的推断统计模型的构建。基于本发明专利技术模型能够有效地探索基因的表达模式,并进一步揭示细胞的身份和功能;结合细胞间和细胞内的相关通讯信号,提出了识别细胞间通讯的推断统计模型。本发明专利技术克服了连接细胞内外的通讯途径难以预测的问题,通过对细胞内部状态和相互关系的深入理解,提高了细胞间通讯网络推断的性能,有助于更全面地理解潜在的生物过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物信息学领域,具体涉及一种基于单细胞转录组数据的细胞间通讯推断方法


技术介绍

1、细胞是构成生物体的基本单位,单细胞转录组测序技术的发展推动了对细胞状态多样性的更深入了解。在多细胞生物中,细胞间的通讯使得多个细胞能够协调工作,形成组织、器官或系统,从而完成各种生物任务。细胞间通讯可以更准确地分析不同细胞类型之间的功能差异、相互识别以及信号传递机制,进而深入了解细胞内部状态和相互关系的复杂性。通过对细胞通讯的研究,揭示了细胞之间微观相互作用的细节,有助于识别特定细胞群在不同生理和病理条件下的反应方式,以及在疾病发展中的角色。这对于个体化医疗、疾病诊断和治疗策略的制定具有重要意义。

2、尽管已经开发了各种计算工具来推断细胞间的通讯,但这些工具主要关注配体-受体对的表达强度及其特异性,通过计算配体和受体的共表达、差异表达和表达相关性来推断细胞间通讯。然而,基于配体和受体对的表达强度来推断细胞间通讯存在一定的局限性。首先,有些受体在细胞中通常以相对稳定的水平表达,并不直接参与细胞间通讯的调控,因此与细胞间的通讯并不密切相关。其次,编码本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于单细胞转录组数据的细胞间通讯推断方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于单细胞转录组数据的细胞间通讯推断方法,其特征在于,在单细胞数据中,对表达量低的基因进行过滤,然后挑选出在不同细胞之间表达量差异显著的基因,最后进行正则化预处理,包括如下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种基于单细胞转录组数据的细胞间通讯推断方法,其特征在于,正则化预处理后的单细胞数据矩阵经投影矩阵分解得到基因投影矩阵、细胞投影矩阵和关联矩阵,依次分别表示投影空间中基因、细胞的表达量和基因与细胞间的关联;进一步使用非负矩阵分解方法处理细胞投影矩阵得到系数矩阵...

【技术特征摘要】

1.一种基于单细胞转录组数据的细胞间通讯推断方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于单细胞转录组数据的细胞间通讯推断方法,其特征在于,在单细胞数据中,对表达量低的基因进行过滤,然后挑选出在不同细胞之间表达量差异显著的基因,最后进行正则化预处理,包括如下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种基于单细胞转录组数据的细胞间通讯推断方法,其特征在于,正则化预处理后的单细胞数据矩阵经投影矩阵分解得到基因投影矩阵、细胞投影矩阵和关联矩阵,依次分别表示投影空间中基因、细胞的表达量和基因与细胞间的关联;进一步使用非负矩阵分解方法处理细胞投影矩阵得到系数矩阵,表示低维空间中的细胞表达量;结合两种分解方法,并对细胞投影矩阵和系数矩阵分别施加稀疏约束和图正则约束,提出基于矩阵分解的联合学习模型,包括如下步骤:

4.根据权利要求1所述的一种基于单细胞转录组数据的细胞间通讯推断方法,其特征在于,使用基于矩阵分解的联合学习模型实现多种单细胞分析任务的联合学习:利用基因投影矩阵选...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋庆华丁倩许召春王平平蔡一灯杨文艺薛广富阙锦昊
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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