Tek hücre transkriptomik verisinden çok ölçekli ağ çıkarım yöntemi

Kontrolsüz hücre bölünmesi, tümör işgali ve anormal işaret iletimleri ile tanımlanan kanser, tümörlerin bünyesindeki karmaşık hücre içi ve hücrelerarası etkileşimleri de içermektedir. Bu karmaşıklığı ele almak amacıyla, tek hücre transkriptomik verilerini interaktomlarla entegre etmek ve tümörleri çok ölçekli ağlar olarak modellemek için bir çerçeve geliştirdik. Yaklaşımımız, hücre içi ve hücrelerarası iletişimi modellemek için yeniden yapılandırılmış gen düzenleyici ağları (GRN), sinyal ağlarını ve reseptör-ligand etkileşimlerini entegre etmektedir. Bu çerçeveyi akciğer adenokarsinoma (LUAD) hasta tümörlerinden elde edilen herkese açık tek hücreli transkriptomik verilere uyguladık ve hücre alt tiplerine özgü gen düzenleyici ağları, sinyal ağlarını ve birincil tümör içindeki alt tipler arasında hücre-hücre etkileşimlerini içeren çok ölçekli bir ağ oluşturduk. Analizimiz, normal hücreler ve kanser hücreleri arasında ve birincil tümörler ile beyin metastazları arasında farklı şekilde ifade edilen genleri tanımlayarak, onkojenik işaret iletimlerinde reseptör-ligand çapraz girişiminin kritik rolünü vurgulamıştır. Yaklaşımımız, onkojenik işaret iletimine aracılık edebilen farklı hücre alt tipleri arasında çeşitli reseptör-ligand çapraz girişiminin rolünü ortaya koymuştur. Genel olarak çerçevemiz, çoklu biyolojik ağ katmanlarını entegre ederek hücre içi yolaklar ve hücre tipi etkileşimleri hakkındaki anlayışımızı geliştirmek için tek hücreli transkriptomiklerden çok ölçekli ağ çıkarımından yararlanır.