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Enregistrement W4393205186 · doi:10.1101/2024.03.19.585796

NEST: Spatially-mapped cell-cell communication patterns using a deep learning-based attention mechanism

2024· preprint· en· W4393205186 sur OpenAlexaff
Fatema Tuz Zohora, Eugenia Flores‐Figueroa, Joshua Li, Deisha Paliwal, Faiyaz Notta, Gregory W. Schwartz

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2024
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueSingle-cell and spatial transcriptomics
Établissements canadiensOntario Institute for Cancer ResearchUniversity of TorontoVector InstitutePrincess Margaret Cancer CentreUniversity Health Network
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceTranscriptomeComputational biologyArtificial intelligenceBenchmarkingBiologyGeneGene expressionGenetics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Dysregulation of communication between cells mediates complex diseases such as cancer and diabetes. However, detecting cell-cell communication (CCC) at scale remains one of the greatest challenges in transcriptomics. While gene expression measured with single-cell RNA sequencing and spatial transcriptomics reinvigorated computational approaches to detecting CCC, most existing methods exhibit high false positive rates, do not integrate spatial proximity of ligand-receptor interactions, and cannot detect CCC between individual cells. We overcome these challenges by presenting NEST (NEural network on Spatial Transcriptomics) , which uses a graph attention network paired with an unsupervised contrastive learning approach to decipher patterns of communication while retaining the strength of each signal. We introduce new synthetic benchmarking experiments which demonstrate how NEST outperforms existing tools and detects biologically-relevant CCC along with directionality and confidence across spot- and cell-based technologies measuring several different tissues and diseases. In our applications, NEST identifies T-cell homing signals in human lymph nodes, aggressive cancer CCC in lung adenocarcinoma, and discovers new patterns of communication that act as relay networks in pancreatic cancer. Beyond two-dimensional data, we also highlight NEST’s ability to detect CCC in three-dimensional spatial transcriptomic data.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,213
Écart entre enseignants0,201 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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