迭代式特征选择的单细胞分化轨迹推断算法

摘要：

通过单细胞轨迹推断方法从单细胞转录组学数据或蛋白质组学数据构建细胞的分化轨迹,有助于理解正常组织的发育过程或者提供病理学相关的信息.然而当前的单细胞轨迹推断算法在精确度和鲁棒性的提升上仍然是一个难题,原因之一是在单细胞测序中检测到大量不相关的基因而产生噪声.针对这一问题,迭代式特征选择的轨迹推断方法iterTIPD被提出.其创新点体现在,将广泛用于筛选差异表达基因的特征选择方法迭代式地用于线性或分支结构的单细胞RNA测序数据上,通过筛选出对构建的分化轨迹贡献最大的基因子集来提高细胞伪时间排序的精确度和鲁棒性.在四种scRNA-seq数据集上的实验结果表明,iterTIPD可以有效地提高单细胞轨迹推断算法的精确度和鲁棒性.同样,iterTIPD也使其他的轨迹推断算法的性能得到提升,以此证明iterTIPD具有泛化性.iterTIPD算法成功重构了神经干细胞的分化轨迹,通过对比发现,该分化轨迹与已知的神经干细胞分化轨迹高度一致.同时发现Top2a和Gja1可能是定义活化的神经干细胞亚群的新的标志物.

关键词：单细胞RNA测序技术、基因差异性表达、单细胞分化轨迹推断、迭代式特征选择、生物信息学

所属期刊栏目：17

分类号：TP399(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金61873156

在线出版日期：2023-07-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1609-1621