Heterogeneous Network With Multiview Path Aggregation: Drug–Target Interaction Prediction Study Design
Notice bibliographique
Résumé
Background: Drug-target interaction (DTI) prediction is crucial in drug repositioning, as it can significantly reduce research and development costs and shorten the development cycle. Most existing deep learning-based approaches employ graph neural networks for DTI prediction. However, these approaches still face limitations in capturing complex biochemical features, integrating multilevel information, and providing interpretable model insights. Objective: This study proposes a heterogeneous network model based on multiview path aggregation, aiming to predict interactions between drugs and targets. Methods: This study employed a molecular attention transformer to extract 3D conformation features from the chemical structures of drugs and utilized Prot-T5, a protein-specific large language model, to deeply explore biophysically and functionally relevant features from protein sequences. By integrating drugs, proteins, diseases, and side effects from multisource heterogeneous data, we constructed a heterogeneous graph model to systematically characterize multidimensional associations between biological entities. On this foundation, a meta-path aggregation mechanism was proposed, which dynamically integrates information from both feature views and biological network relationship views. This mechanism effectively learned potential interaction patterns between biological entities and provided a more comprehensive representation of the complex relationships in the heterogeneous graph. It enhanced the model's ability to capture sophisticated, context-dependent relationships in biological networks. Furthermore, we integrated multiscale features of drugs and proteins within the heterogeneous network, significantly improving the prediction accuracy of DTIs and enhancing the model's interpretability and generalization ability. Results: In the DTI prediction task, the proposed model achieves an AUPR (area under the precision-recall curve) of 0.901 and an AUROC (area under the receiver operating characteristic curve) of 0.966, representing improvements of 1.7% and 0.8%, respectively, over the baseline methods. Furthermore, a case study on the KCNH2 target demonstrates that the proposed model successfully predicts 38 out of 53 candidate drugs as having interactions, which further validates its reliability and practicality in real-world scenarios. Conclusions: The proposed model shows marked superiority over baseline methods, highlighting the importance of integrating heterogeneous information with biological knowledge in DTI prediction.
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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 | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».