Development of cell lineage inference method from cell atlas based on information criteria

基于信息标准的细胞图谱细胞谱系推断方法的发展

基本信息

批准号：
21K19827
负责人：
松田秀雄
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、多様な細胞集団に対して1細胞RNAシーケンシングをすることで得られる遺伝子発現データを基に、細胞集団の持つ多様性と連続的な状態遷移過程についての知見を得ることを目的としている。具体的には、刺激応答等に対する細胞内の遺伝子発現プロファイルの比較や、二光子励起顕微鏡で観察した細胞動態の変化などの情報を利用して、細胞の状態遷移過程を推定する手法の開発を実施している。実際に、疾患と健常状態等の2群の１細胞RNAシーケンシングデータから、ある群に特異的な細胞間コミュニケーションを検出する手法を開発した。また、がん由来の培養細胞株から取得したRNAシーケンシングデータから複数の遺伝子が融合した融合遺伝子配列の検出手法を開発した。さらに、種々の炎症刺激に対するマウス好中球を二光子励起顕微鏡で経時的に観察した動画像において細胞を追跡する手法を開発した。現在、マウス胚性幹細胞（ES細胞）に対して分化誘導をかけたときの１細胞RNAシーケンシングデータに対して細胞系譜を推定し、細胞系譜に沿って細胞を整列させた遺伝子発現プロファイルを、疑似的な時系列発現プロファイルとみなして、深層学習により遺伝子制御ネットワークを推定する手法の開発を行っている。これにより、複数の細胞種に分化する細胞集団に対して、それぞれの細胞分化の系譜ごとに分化を制御している遺伝子制御ネットワークを推定することで、細胞分化を制御しているメカニズムについての知見を得ることを目指している。

这项研究的目的是根据不同细胞群体的单细胞 RNA 测序获得的基因表达数据来获得有关细胞群体多样性和连续状态转换过程的知识。具体来说，我们将开发一种通过比较细胞内基因表达谱对刺激反应等的反应，并使用双光子激发显微镜观察到的细胞动力学变化等信息来估计细胞状态转变过程的方法。实施的。事实上，我们开发了一种方法，可以根据两组（例如患病和健康状况）的单细胞 RNA 测序数据来检测特定于特定组的细胞间通讯。此外，我们开发了一种检测融合基因序列的方法，其中多个基因是从从癌症来源的培养细胞系获得的 RNA 测序数据中融合的。此外，我们开发了一种方法，使用双光子激发显微镜随时间推移获得的视频图像来跟踪小鼠中性粒细胞对各种炎症刺激的反应。目前，细胞谱系是根据诱导小鼠胚胎干细胞（ES细胞）分化时获得的单细胞RNA测序数据来估计的，并且通过沿着细胞谱系排列细胞来生成基因表达谱。我们正在开发一种估计方法。使用深度学习的基因调控网络，将它们视为伪时间序列表达谱。通过估计控制分化为多种细胞类型的细胞群的每个细胞分化谱系的分化的基因调控网络，我们将获得有关控制细胞分化的机制的知识。

项目成果

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科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A clustering method based on cell type identification for single-cell RNA-seq data

一种基于细胞类型识别的单细胞RNA-seq数据聚类方法

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Aya Watanabe,Kenji Fujimoto,Hironori Shigeta,Shigeto Seno,Yutaka Uchida,Masaru Ishii,Hideo Matsuda;Akihiro Nomura,Hideo Matsuda;Keigo Masuda,Yoshiaki Sota,Hideo Matsuda;Sohta Nishida,Junko Yoshida,Shigeto Seno,Kyoji Horie,Hideo Matsuda
通讯作者：
Sohta Nishida,Junko Yoshida,Shigeto Seno,Kyoji Horie,Hideo Matsuda

Inference of Cell-Cell Communication for Detecting Immune Disease-Associated Signaling Pathways using Single-Cell RNA-seq

使用单细胞 RNA-seq 推断细胞间通讯以检测免疫疾病相关信号通路

DOI：
10.1145/3574198.3574210
发表时间：
2022
期刊：
Proceedings of the 2022 9th International Conference on Biomedical and Bioinformatics Engineering
影响因子：
0
作者：
Aya Watanabe,Kenji Fujimoto,Hironori Shigeta,Shigeto Seno,Yutaka Uchida,Masaru Ishii,Hideo Matsuda;Akihiro Nomura,Hideo Matsuda
通讯作者：
Akihiro Nomura,Hideo Matsuda

A Cell Tracking Method for Dynamic Analysis of Immune Cells Based on Deep Learning

基于深度学习的免疫细胞动态分析的细胞追踪方法

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
International Journal of Machine Learning
影响因子：
0
作者：
Aya Watanabe;Kenji Fujimoto;Hironori Shigeta;Shigeto Seno;Yutaka Uchida;Masaru Ishii;and Hideo Matsuda.
通讯作者：
and Hideo Matsuda.

A Novel Method for Fusion Gene Detection using Both End-Fragment Sequences of Long Reads

DOI：
10.1145/3574198.3574212
发表时间：
2022-11
期刊：
Proceedings of the 2022 9th International Conference on Biomedical and Bioinformatics Engineering
影响因子：
0
作者：
Keigo Masuda;Yoshiaki Sota;H. Matsuda
通讯作者：
Keigo Masuda;Yoshiaki Sota;H. Matsuda