Integration of Machine Learning Methods to Dissect Genetically Imputed Transcriptomic Profiles in Alzheimer’s Disease
Notice bibliographique
Résumé
The genetic component of many common traits is associated with the gene expression and several variants act as expression quantitative loci, regulating the gene expression in a tissue specific manner. In this work, we applied tissue-specific cis-eQTL gene expression prediction models on the genotype of 808 samples including controls, subjects with mild cognitive impairment, and patients with Alzheimer's Disease. We then dissected the imputed transcriptomic profiles by means of different unsupervised and supervised machine learning approaches to identify potential biological associations. Our analysis suggests that unsupervised and supervised methods can provide complementary information, which can be integrated for a better characterization of the underlying biological system. In particular, a variational autoencoder representation of the transcriptomic profiles, followed by a support vector machine classification, has been used for tissue-specific gene prioritizations. Interestingly, the achieved gene prioritizations can be efficiently integrated as a feature selection step for improving the accuracy of deep learning classifier networks. The identified gene-tissue information suggests a potential role for inflammatory and regulatory processes in gut-brain axis related tissues. In line with the expected low heritability that can be apportioned to eQTL variants, we were able to achieve only relatively low prediction capability with deep learning classification models. However, our analysis revealed that the classification power strongly depends on the network structure, with recurrent neural networks being the best performing network class. Interestingly, cross-tissue analysis suggests a potentially greater role of models trained in brain tissues also by considering dementia-related endophenotypes. Overall, the present analysis suggests that the combination of supervised and unsupervised machine learning techniques can be used for the evaluation of high dimensional omics data.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».