Publication: Multi-scale network inference framework using single cell transcriptomic data
Program
Computational Sciences and Engineering
KU-Authors
KU Authors
Co-Authors
Authors
Advisor
YĆK Thesis ID
914991
Approval Date
Publication Date
Language
Type
Embargo Status
No
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Alternative Title
Tek hücre transkriptomik verisinden Ƨok ƶlƧekli aÄ Ć§Ä±karım yƶntemi
Abstract
Cancer, characterized by uncontrolled cell proliferation, tumor invasion and aberrant signaling, involves complex intercellular and intracellular interactions within tumors. To address this complexity, we developed a framework to integrate single cell transcriptomic data with interactomes and model tumors as multi-scale networks. Our approach integrates reconstructed gene regulatory networks (GRN), signaling networks and receptor-ligand interactions to model intracellular and intercellular communication. We applied this framework to a publicly available single-cell transcriptomic data from LUAD patient tumors and constructed a multi-scale network containing GRNs and signaling networks specific to the cell subtypes and cell-cell interactions across subtypes within the primary tumor. Our analysis identified differentially expressed genes between normal and cancer cells, and between primary tumors and brain metastases, highlighting the critical role of receptor-ligand crosstalk in oncogenic signaling. Our approach revealed the role of several receptor-ligand crosstalk between different cell subtypes that can mediate oncogenic signaling. Additionally, our results suggest that the abnormal expression of transcription factors in cancer cells crucially influences oncogenesis and tumor suppression. Our framework is easily adaptable to various single cell transcriptomic data as well as other omic data types. Overall, our framework uses multi-scale network inference from single-cell transcriptomics to enhance our understanding of intracellular pathways and cell-type interactions, integrating multiple biological network layers.
Kontrolsüz hücre bƶlünmesi, tümƶr iÅgali ve anormal iÅaret iletimleri ile tanımlanan kanser, tümƶrlerin bünyesindeki karmaÅık hücre iƧi ve hücrelerarası etkileÅimleri de iƧermektedir. Bu karmaÅıklıÄı ele almak amacıyla, tek hücre transkriptomik verilerini interaktomlarla entegre etmek ve tümƶrleri Ƨok ƶlƧekli aÄlar olarak modellemek iƧin bir ƧerƧeve geliÅtirdik. YaklaÅımımız, hücre iƧi ve hücrelerarası iletiÅimi modellemek iƧin yeniden yapılandırılmıŠgen düzenleyici aÄları (GRN), sinyal aÄlarını ve reseptƶr-ligand etkileÅimlerini entegre etmektedir. Bu ƧerƧeveyi akciÄer adenokarsinoma (LUAD) hasta tümƶrlerinden elde edilen herkese aƧık tek hücreli transkriptomik verilere uyguladık ve hücre alt tiplerine ƶzgü gen düzenleyici aÄları, sinyal aÄlarını ve birincil tümƶr iƧindeki alt tipler arasında hücre-hücre etkileÅimlerini iƧeren Ƨok ƶlƧekli bir aÄ oluÅturduk. Analizimiz, normal hücreler ve kanser hücreleri arasında ve birincil tümƶrler ile beyin metastazları arasında farklı Åekilde ifade edilen genleri tanımlayarak, onkojenik iÅaret iletimlerinde reseptƶr-ligand Ƨapraz giriÅiminin kritik rolünü vurgulamıÅtır. YaklaÅımımız, onkojenik iÅaret iletimine aracılık edebilen farklı hücre alt tipleri arasında ƧeÅitli reseptƶr-ligand Ƨapraz giriÅiminin rolünü ortaya koymuÅtur. Genel olarak ƧerƧevemiz, Ƨoklu biyolojik aÄ katmanlarını entegre ederek hücre iƧi yolaklar ve hücre tipi etkileÅimleri hakkındaki anlayıÅımızı geliÅtirmek iƧin tek hücreli transkriptomiklerden Ƨok ƶlƧekli aÄ Ć§Ä±karımından yararlanır.
Kontrolsüz hücre bƶlünmesi, tümƶr iÅgali ve anormal iÅaret iletimleri ile tanımlanan kanser, tümƶrlerin bünyesindeki karmaÅık hücre iƧi ve hücrelerarası etkileÅimleri de iƧermektedir. Bu karmaÅıklıÄı ele almak amacıyla, tek hücre transkriptomik verilerini interaktomlarla entegre etmek ve tümƶrleri Ƨok ƶlƧekli aÄlar olarak modellemek iƧin bir ƧerƧeve geliÅtirdik. YaklaÅımımız, hücre iƧi ve hücrelerarası iletiÅimi modellemek iƧin yeniden yapılandırılmıŠgen düzenleyici aÄları (GRN), sinyal aÄlarını ve reseptƶr-ligand etkileÅimlerini entegre etmektedir. Bu ƧerƧeveyi akciÄer adenokarsinoma (LUAD) hasta tümƶrlerinden elde edilen herkese aƧık tek hücreli transkriptomik verilere uyguladık ve hücre alt tiplerine ƶzgü gen düzenleyici aÄları, sinyal aÄlarını ve birincil tümƶr iƧindeki alt tipler arasında hücre-hücre etkileÅimlerini iƧeren Ƨok ƶlƧekli bir aÄ oluÅturduk. Analizimiz, normal hücreler ve kanser hücreleri arasında ve birincil tümƶrler ile beyin metastazları arasında farklı Åekilde ifade edilen genleri tanımlayarak, onkojenik iÅaret iletimlerinde reseptƶr-ligand Ƨapraz giriÅiminin kritik rolünü vurgulamıÅtır. YaklaÅımımız, onkojenik iÅaret iletimine aracılık edebilen farklı hücre alt tipleri arasında ƧeÅitli reseptƶr-ligand Ƨapraz giriÅiminin rolünü ortaya koymuÅtur. Genel olarak ƧerƧevemiz, Ƨoklu biyolojik aÄ katmanlarını entegre ederek hücre iƧi yolaklar ve hücre tipi etkileÅimleri hakkındaki anlayıÅımızı geliÅtirmek iƧin tek hücreli transkriptomiklerden Ƨok ƶlƧekli aÄ Ć§Ä±karımından yararlanır.
Source
Publisher
KoƧ University
Subject
Molecular biology, Data processing, Computational biology, Pattern recognition systems, Computational biology, Pattern Recognition, Automated
Citation
Has Part
Source
Book Series Title
Edition
DOI
item.page.datauri
Link
Rights
restrictedAccess
Copyrights Note
© All Rights Reserved. Accessible to Koç University Affiliated Users Only!