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基于多源域适应的单细胞智能分类
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作者 魏琢艺 罗迈 +3 位作者 李文兵 曾远松 余伟江 杨跃东 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期48-55,共8页
单细胞核糖核酸(RNA)测序技术被成功应用于产生人体组织和器官的高分辨率细胞图谱,这加深了研究者们对人类疾病组织中细胞异质性的理解。细胞注释是单细胞RNA测序数据分析中非常关键的一步,许多典型的模型利用一个有标签的单细胞参考数... 单细胞核糖核酸(RNA)测序技术被成功应用于产生人体组织和器官的高分辨率细胞图谱,这加深了研究者们对人类疾病组织中细胞异质性的理解。细胞注释是单细胞RNA测序数据分析中非常关键的一步,许多典型的模型利用一个有标签的单细胞参考数据集去注释目标数据集,但目标数据集中部分细胞类型可能不在参考数据集中。整合多个参考数据集可以更好地覆盖目标数据集中的细胞类型,然而多个参考数据集和目标数据集之间存在因测序技术差异等原因造成的批次效应。为此,提出一种基于多源域适应的单细胞分类模型,利用多个已标注细胞类型的参考数据集分别与未标注细胞类型的目标数据集进行对抗训练,消除了批次效应。采用虚拟对抗训练,进一步提升模型预测结果对数据点周围局部微小扰动或噪声的鲁棒性,防止过拟合。在多个单细胞数据集上的实验结果表明,该模型比目前主流模型的细胞识别精度至少提升了5个百分点,为新测序的单细胞身份鉴定提供了新的选择和参考。 展开更多
关键词 单细胞核糖核酸测序 单细胞分类 多源域适应 对抗训练 深度学习
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人脐带间充质干细胞的异质性探讨及基于单细胞RNA测序结果的亚群分析
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作者 刘凯 祁雨心 +3 位作者 毕艺飞 张秉君 戴黎鸣 张晓玲 《中国临床新医学》 2024年第5期523-530,共8页
目的探讨人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)的异质性,并基于单细胞RNA测序结果进行亚群分析。方法选择两株由郑州奥博细胞医学实验室有限公司提供的hUCMSCs(分别命名为hUCMSCs-1和hUCMSCs-2),通过实时荧光定量聚合酶链反应(qPCR)进行干性基因... 目的探讨人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)的异质性,并基于单细胞RNA测序结果进行亚群分析。方法选择两株由郑州奥博细胞医学实验室有限公司提供的hUCMSCs(分别命名为hUCMSCs-1和hUCMSCs-2),通过实时荧光定量聚合酶链反应(qPCR)进行干性基因[性别决定区Y-box 2(Sox2)、Nanog]检测。对hUCMSCs进行成骨诱导,3 d后检测成骨基因碱性磷酸酶(Alp)的表达,7 d后进行碱性磷酸酶染色,14 d后进行茜素红染色。对两株hUCMSCs进行成软骨诱导,21 d后检测成软骨基因二型胶原(COL2A1)的表达。用10 ng/mL白细胞介素-1β(IL-1β)刺激大鼠软骨细胞24 h,与hUCMSCs-1和hUCMSCs-2共培养后,检测软骨细胞合成代谢基因蛋白聚糖(ACAN)和分解代谢基因基质金属蛋白酶3(MMP3)的表达。对hUCMSCs-1进行单细胞RNA测序,并根据功能进行亚群分组,通过生物信息学分析方法描绘各个亚群标志基因热图、富集的信号通路。结果两株hUCMSCs的Sox2、Nanog、Alp、COL2A1表达水平差异有统计学意义(P<0.05)。在成骨诱导7 d后,hUCMSCs-1的碱性磷酸酶染色程度深于hUCMSCs-2。在成骨诱导14 d后,茜素红染色结果显示,hUCMSCs-1钙结节数量多于hUCMSCs-2。经IL-1β干预后,软骨细胞与两株hUCMSCs共培养后的MMP3表达水平差异有统计学意义(P<0.05),但ACAN表达水平差异不显著(P>0.05)。基于单细胞RNA测序结果,hUCMSCs-1可分为C1、C2、C3三个功能亚群。C1亚群的信号通路在细胞外基质受体相互作用上富集,与软骨细胞合成代谢相关;C2亚群信号通路在细胞衰老和凋亡上富集,与细胞的自我更新相关;C3亚群信号通路在DNA复制和减数分裂上富集,与细胞周期相关。结论不同个体来源的hUCMSCs存在异质性,其在成骨、成软骨和抗分解代谢能力方面可能存在差异。通过单细胞RNA测序可较好地根据hUCMSCs的功能特性对其进行分群,有助于提高间充质干细胞治疗的临床疗效。 展开更多
关键词 人脐带间充质干细胞 单细胞rna测序 功能亚群
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