DMS/NIGMS 1: Topological Study on Histological Images and Spatial Transcriptomics
DMS/NIGMS 1:组织学图像和空间转录组学的拓扑研究
基本信息
- 批准号:10592457
- 负责人:
- 金额:$ 21.51万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-09-01 至 2025-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AwarenessCell Differentiation processCellsCellular StructuresCollectionComplementDataData AnalysesDevelopmentEpithelial CellsFoundationsGene ActivationGene ExpressionHistologyImageImage AnalysisImmuneInformaticsKnowledgeMapsMethodologyMolecularNational Institute of General Medical SciencesNeurogliaNeuronsNeurosciencesNormal tissue morphologyOutcomePlayPrognosisResearch PersonnelResolutionRoleSignal TransductionTechniquesTissuesWorkanticancer researchbioimagingdisease diagnosishistological imageimage visualizationinterestlearning algorithmmultiple omicsrelating to nervous systemsingle-cell RNA sequencingtissue mappingtranscriptomicstumorwhole slide imaging
项目摘要
With the rapid advance of high-resolution transcriptomic profiling techniques, recent years have witnessed
an increased interest in the study of the tissue microenvironment (TM) arising in cancer research and
neuroscience, i.e., the collection of cells and structures in a tissue, such as neuron and glia in neural tissue
or immune, stroma, and epithelial cells in tumors. The spatial configuration of these cells and structures
plays pivotal roles in tissue function. Researchers have obtained high resolution transcriptomic and imaging
data for TM study. The two types of information complement each other. High resolution transcriptomic
profiling, such as single-cell RNA-seq (scRNA), provides cellular level molecular information, but does not
carry local contextual information of cell, while histology image analysis provides detailed context, but does
not provide corresponding cellular gene expression profiles. To combine them is challenging due to a lack
of one-to-one correspondence between cells in transcriptomics and cells in histology images.
This project intends to unify transcriptomics and bioimage informatics for a comprehensive study of
TM, applying the advanced topological data analysis (TDA) methodology on the newly emerged spatial
transcriptomic (ST) data. ST data provides localized spatial transcriptomics. TDA provides the foundation
for studying rich contextual information in multi-omics. This project will produce a spatial-context-aware
high-resolution mapping of TM transcriptomics. The outcome will be highly impactful. It will not only
promote normal tissue level functionality characterization and mechanism study, but will also boost various
types of diseases’ diagnosis, prognosis as well as their mechanistic studies.
The PI/Co-PIs will create new topological approaches to extract rich contextual information from cells
of multiple types in histology images. They will also propose new learning algorithms to integrate such
topological information into localized ST scRNA data analysis for better differentiation of cells of different
types and states, to build connection between spatial context and cell signaling gene activation, and to map
transcriptomics information into whole slide image for visualization.
随着高分辨率转录组分析技术的快速发展,近年来人们已经忘记了
对癌症研究中组织微环境 (TM) 研究的兴趣日益浓厚
神经科学,即组织中细胞和结构的集合,例如神经组织中的神经元和神经胶质细胞
或肿瘤中的免疫细胞、基质细胞和上皮细胞这些细胞和结构的空间配置。
研究人员已经获得了高分辨率的转录组和成像数据。
TM 研究的两种类型的信息相互补充。
分析,例如单细胞 RNA 测序 (scRNA),提供细胞水平的分子信息,但不提供
携带细胞的局部上下文信息,而组织学图像分析提供了详细的上下文,但不
由于缺乏相应的细胞基因表达谱,将它们结合起来具有挑战性。
转录组学中的细胞与组织学图像中的细胞之间的一一对应关系。
该项目旨在统一转录组学和生物图像信息学,以全面研究
TM,将先进的拓扑数据分析(TDA)方法应用于新出现的空间
转录组 (ST) 数据为局部空间转录组学提供了基础。
用于研究多组学中丰富的上下文信息该项目将产生一个空间上下文感知的模型。
TM 转录组学的高分辨率图谱不仅会产生巨大影响。
促进正常组织水平的功能表征和机制研究,同时也将促进各种
疾病类型的诊断、预后及其机制研究。
PI/Co-PI 将创建新的拓扑方法,从细胞中提取丰富的上下文信息
他们还将提出新的学习算法来整合此类图像。
将拓扑信息转化为局部 ST scRNA 数据分析,以便更好地分化不同细胞
类型和状态,建立空间背景和细胞信号基因激活之间的联系,并绘制地图
转录组学信息转化为整个幻灯片图像以进行可视化。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Chao Chen其他文献
Chao Chen的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Chao Chen', 18)}}的其他基金
IMAT-ITCR Collaboration: Combining FIBI and topological data analysis: Synergistic approaches for tumor structural microenvironment exploration
IMAT-ITCR 合作:结合 FIBI 和拓扑数据分析:肿瘤结构微环境探索的协同方法
- 批准号:
10884028 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 21.51万 - 项目类别:
Computerized platform for interactive annotation and topological characterization of tumor associated vasculature for predicting response to immunotherapy in lung cancer
用于肿瘤相关脉管系统的交互式注释和拓扑表征的计算机化平台,用于预测肺癌免疫治疗的反应
- 批准号:
10424637 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 21.51万 - 项目类别:
Computerized platform for interactive annotation and topological characterization of tumor associated vasculature for predicting response to immunotherapy in lung cancer
用于肿瘤相关脉管系统的交互式注释和拓扑表征的计算机化平台,用于预测肺癌免疫治疗的反应
- 批准号:
10612464 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 21.51万 - 项目类别:
相似国自然基金
中性粒细胞胞外诱捕网通过S100A10介导调节性T细胞发育分化及功能异常参与狼疮致病过程
- 批准号:82302048
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
CDR1AS-RNA互作在调控神经元祖细胞分化过程中的机制研究
- 批准号:32300457
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
通过单细胞转录组比较的方法研究拟南芥胚珠中两个助细胞在有性生殖过程中的功能分化
- 批准号:32300299
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
牛前体脂肪细胞增殖分化过程中可翻译circRNAs鉴定及其功能与调控机制研究
- 批准号:32372852
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
基于单细胞谱系追踪技术解析人脐带血和多能干细胞来源造血干/祖细胞红系分化过程
- 批准号:32300612
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
The role of Septin6 Group in Murine and Human Hematopoiesis
Septin6 组在小鼠和人类造血中的作用
- 批准号:
10718515 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 21.51万 - 项目类别:
Diversity in a Dish: Pluripotent Stem Cells in Genetic Analysis and Disease Modeling
培养皿中的多样性:遗传分析和疾病建模中的多能干细胞
- 批准号:
10608751 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 21.51万 - 项目类别:
Expanding the GoT toolkit to link single-cell clonal genotypes with protein, transcriptomic, epigenomic and spatial phenotypes
扩展 GoT 工具包,将单细胞克隆基因型与蛋白质、转录组、表观基因组和空间表型联系起来
- 批准号:
10698112 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 21.51万 - 项目类别: