[發明專利]基于單細胞轉錄組數據的基因表達調控機制的確定方法

有效

• 申請號: 202010464757.1
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111613268B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 孫小強
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G16B20/00
• 分類號: G16B20/00;G16B25/10;G16B40/30
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 衡滔

1.一種基于單細胞轉錄組數據的基因表達調控機制的確定方法，其特征在于，包括：

確定出中心細胞的特異性高表達基因和鄰居細胞的特異性高表達基因，其中，所述中心細胞表示待研究其基因表達的調控機制的細胞類型，所述鄰居細胞表示對所述中心細胞的基因表達具有影響可能性的細胞類型；

根據所述中心細胞的特異性高表達基因和所述鄰居細胞的特異性高表達基因，以及配體與受體之間的配對信息，確定出所述中心細胞與所述鄰居細胞之間的第一子網絡；

根據所述中心細胞的特異性高表達基因，以及轉錄因子與靶基因之間的相互作用信息，確定出所述中心細胞的第二子網絡；

根據所述中心細胞的特異性高表達基因，以及受體與轉錄因子之間的相互作用信息，確定出所述中心細胞的第三子網絡；

根據所述第一子網絡、所述第二子網絡和所述第三子網絡，確定出所述中心細胞與所述鄰居細胞的細胞間多層信號網絡，以揭示所述鄰居細胞對所述中心細胞的基因表達的調控。

2.根據權利要求1所述的基于單細胞轉錄組數據的基因表達調控機制的確定方法，其特征在于，在所述確定出中心細胞的特異性高表達基因和鄰居細胞的特異性高表達基因之前，所述方法還包括：

根據單細胞轉錄組數據，確定出單細胞的表達矩陣，其中，行代表每個基因，列代表每個細胞；

對所述單細胞的表達矩陣進行過濾，以及，對過濾后的所述單細胞的表達矩陣進行歸一化處理，以實現對所述單細胞轉錄組數據的預處理；

對數據預處理后的單細胞轉錄組數據進行降維、聚類和細胞類型識別，確定出包括多種細胞類型的數據集合；

從所述數據集合中確定出所述中心細胞和所述鄰居細胞。

3.根據權利要求2所述的基于單細胞轉錄組數據的基因表達調控機制的確定方法，其特征在于，所述確定出中心細胞的特異性高表達基因和鄰居細胞的特異性高表達基因，包括：

根據所述單細胞轉錄組數據的聚類結果，確定出所述中心細胞的特異性的表達矩陣以及所述鄰居細胞的特異性的表達矩陣；

根據所述中心細胞的特異性的表達矩陣和所述鄰居細胞的特異性的表達矩陣，以及預設的篩選條件，確定出所述中心細胞的特異性高表達基因和所述鄰居細胞的特異性高表達基因。

4.根據權利要求1所述的基于單細胞轉錄組數據的基因表達調控機制的確定方法，其特征在于，所述根據所述中心細胞的特異性高表達基因和所述鄰居細胞的特異性高表達基因，以及配體與受體之間的配對信息，確定出所述中心細胞與所述鄰居細胞之間的第一子網絡，包括：

獲取包含配體與受體之間的配對信息的第一關系列表；

根據所述第一關系列表，從所述中心細胞的特異性高表達基因中確定出高表達的受體，從所述鄰居細胞的特異性高表達基因中確定出高表達的配體；

根據所述高表達的受體和所述高表達的配體，建立所述中心細胞與所述鄰居細胞之間的第一子網絡。

5.根據權利要求1所述的基于單細胞轉錄組數據的基因表達調控機制的確定方法，其特征在于，根據所述中心細胞的特異性高表達基因，以及轉錄因子與靶基因之間的相互作用信息，確定出所述中心細胞的第二子網絡，包括：

獲取包含轉錄因子與靶基因之間的相互作用信息的第二關系列表；

確定出包含所述中心細胞中所有靶基因的第一基因集合，包含所述中心細胞中高表達的靶基因的第二基因集合，以及，包含指定轉錄因子對應的靶基因的第三基因集合；

根據所述第一基因集合、所述第二基因集合和所述第三基因集合，確定出包含顯著激活的轉錄因子的第四基因集合；

根據所述第二關系列表、所述第二基因集合和所述第四基因集合，建立所述中心細胞的第二子網絡。