1細胞空間トランスクリプトームによる細胞内と細胞間の統合ネットワーク推定手法開発

使用单细胞空间转录组开发集成的细胞内和细胞间网络估计方法

基本信息

批准号：
20K19915
负责人：
土屋貴穂
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞間コミュニケーションは、遺伝子発現など細胞内部の状態を制御し、正常な発生から疾患までにおいて細胞機能に極めて重要な役割を担っている。さらに、シングルセルRNAシーケンス法により、高変性遺伝子（HVG）の細胞間発現変動が明らかにされており、これもまた細胞機能に極めて重要である。しかしながら、細胞間コミュニケーションを介したHVGの細胞間発現変動の制御については、未だほとんど解明されていない。近年、空間トランスクリプトーム法の登場により、単一細胞の遺伝子発現プロファイルが空間的コンテキストにつながり、細胞間相互作用によるHVGへの制御が明らかになると期待されている。既存の解析手法では、隣接する一つの細胞型から影響を受ける遺伝子発現を抽出する。しかしながら、HVGに焦点を当てず、複数の隣接する細胞型の影響を考慮しないため、定量性と解釈性に課題が残っていた。そこで、空間トランスクリプトームデータに基づき、HVGの細胞間発現変動に対する複数の近傍細胞型の影響として、細胞間コミュニケーションを同定する枠組みであるCCPLS (Cell-Cell communications analysis by Partial Least Square regression modeling) を提案した。CCPLSは、細胞型ごとにPLS回帰モデリングを行い、その回帰係数を細胞間コミュニケーションの定量的な指標として出力する。シミュレーションデータを用いた評価では、本手法により、隣接する複数の細胞型がHVGに与える影響を正確に推定することができた。さらに、2つの実データセットに適用した結果、CCPLSは抽出された細胞間コミュニケーションから生物学的に解釈できる知見を抽出できることが示された。本研究を論文掲載した。

细胞对细胞通信控制基因表达等内部状态，并在细胞功能中起着极为重要的作用，从正常发育到疾病。此外，单细胞RNA测序方法揭示了高度变性基因（HVG）的细胞间表达变化，这对于细胞功能也非常重要。然而，关于通过细胞 - 细胞通信的调节HVG的细胞间表达变化的调节几乎没有澄清。近年来，空间转录组方法的出现将导致单细胞基因的表达谱图到空间环境，并且预计将通过细胞细胞相互作用揭示HVG的调节。现有的分析技术从一种相邻细胞类型中提取受影响的基因表达。但是，重点不是HVG，也不考虑多种相邻细胞类型的影响，而在定量和解释性方面留下了挑战。因此，基于空间转录组数据，我们提出了CCPLS（通过部分最小平方回归建模进行的细胞细胞通信分析），这是一个识别细胞间通信的框架，作为附近多种细胞类型对HVG细胞间表达变化的影响。 CCPLS对每种细胞类型进行PLS回归建模，并输出回归系数作为细胞 - 细胞通信的定量指标。在使用仿真数据的评估中，该方法能够准确估计多种相邻细胞类型对HVG的影响。此外，当应用于两个实际数据集时，表明CCPL可以从提取的细胞间通信中提取可解释的生物解释发现。这项研究发表了。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

MOCCSプロファイルで明らかにする、転写因子認識配列の細胞型特異性とヒト一塩基多型が転写因子結合へ与える影響

MOCCS图谱揭示转录因子识别序列的细胞类型特异性和人类单核苷酸多态性对转录因子结合的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Saeko Tahara;Takaho Tsuchiya;Hirotaka Matsumoto and Haruka Ozaki
通讯作者：
Hirotaka Matsumoto and Haruka Ozaki

TRIOS

三重奏

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

CellCellTopic：cell-cell interaction analysis by Dirichlet multinomial regression topic modeling

CellCellTopic：通过狄利克雷多项回归主题建模进行细胞间相互作用分析

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
J. Imai;H. Kurakake;T. Hashimoto;K. Hattori;K. Sato;H. Takahashi;S. Oguma;M. Ishida;H. Yamamoto;A. Hirano-Iwata;T. Tanii;Takaho Tsuchiya and Haruka Ozaki
通讯作者：
Takaho Tsuchiya and Haruka Ozaki

In vivo transomic analyses of glucose-responsive metabolism in skeletal muscle reveal core differences between the healthy and obese states.

DOI：
10.1038/s41598-022-17964-9
发表时间：
2022-08-12
期刊：
SCIENTIFIC REPORTS
影响因子：
4.6
作者：
Kokaji, Toshiya;Eto, Miki;Hatano, Atsushi;Yugi, Katsuyuki;Morita, Keigo;Ohno, Satoshi;Fujii, Masashi;Hironaka, Ken-ichi;Ito, Yuki;Egami, Riku;Uematsu, Saori;Terakawa, Akira;Pan, Yifei;Maehara, Hideki;Li, Dongzi;Bai, Yunfan;Tsuchiya, Takaho;Ozaki, Haruka;Inoue, Hiroshi;Kubota, Hiroyuki;Suzuki, Yutaka;Hirayama, Akiyoshi;Soga, Tomoyoshi;Kuroda, Shinya
通讯作者：
Kuroda, Shinya

Predicting SNPs' effects on transcriptional factor binding and cell-type specificity using a crowd of ChIP-seq data

使用大量 ChIP-seq 数据预测 SNP 对转录因子结合和细胞类型特异性的影响