近日，電子科技大學(xué)生命學(xué)院生物信息學(xué)團(tuán)隊(duì)針對2型糖尿病進(jìn)展過程中胰島風(fēng)險細(xì)胞的異常擾動解析問題，使用涵蓋2型糖尿病不同進(jìn)展階段的大規(guī)模胰島單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)，基于可解釋性分析框架scRiskCell識別與量化受疾病擾動影響的細(xì)胞類型特異性胰島風(fēng)險細(xì)胞。scRiskCell從細(xì)胞內(nèi)在轉(zhuǎn)錄特征出發(fā)，建立細(xì)胞表達(dá)狀態(tài)與供體疾病程度之間的關(guān)聯(lián)，為糖尿病早期預(yù)警與臨床動態(tài)監(jiān)測提供了新思路。相關(guān)成果于6月24日發(fā)表于iMeta。
2型糖尿病（T2D）作為一種典型的代謝紊亂疾病，其主要特征為胰島素分泌功能障礙。在疾病發(fā)展過程中，患者通常會經(jīng)歷一個關(guān)鍵的糖尿病前期（preT2D）階段——此時血糖水平雖未達(dá)到臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)，但已顯著高于正常范圍，并伴隨著胰島β細(xì)胞對葡萄糖刺激的胰島素分泌反應(yīng)逐漸減弱。這一階段猶如站在疾病發(fā)展的十字路口，若不及時干預(yù)，大多數(shù)患者最終會發(fā)展為典型的糖尿病。盡管目前已有大量關(guān)于糖尿病分子機(jī)制的研究，但糖尿病前期向典型糖尿病轉(zhuǎn)變的具體驅(qū)動機(jī)制的認(rèn)知仍然有限。
為解決上述問題，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了scRiskCell，這是一個基于機(jī)器學(xué)習(xí)的計算框架，能夠識別胰島中的細(xì)胞類型特異性風(fēng)險細(xì)胞（包括稀有的ε細(xì)胞），從而揭示糖尿病進(jìn)展機(jī)制及罕見細(xì)胞類型的潛在作用。
通過嚴(yán)格的樣本內(nèi)和跨樣本評估，團(tuán)隊(duì)證明scRiskCell能夠在不同隊(duì)列中穩(wěn)健地檢測出真正受疾病擾動的風(fēng)險細(xì)胞，即使在低豐度細(xì)胞群體中也能實(shí)現(xiàn)，同時有效排除了技術(shù)和供體背景造成的混雜干擾。該框架不僅能夠量化糖尿病連續(xù)疾病進(jìn)程中（從正常血糖到糖尿病前期，進(jìn)一步到糖尿病）風(fēng)險細(xì)胞比例的動態(tài)變化，還能識別疾病進(jìn)展過程中驅(qū)動β細(xì)胞功能障礙的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄程序。與基于供體水平的傳統(tǒng)分析方法相比，scRiskCell顯著提高了對疾病相關(guān)基因表達(dá)變化的檢測靈敏度，同時為解析糖尿病進(jìn)程中基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)（GRN）的動態(tài)重編程提供了新的見解。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/imt2.70060
本文鏈接：2型糖尿病早期預(yù)警與臨床動態(tài)監(jiān)測有了新思路http://m.sq15.cn/show-11-22731-0.html
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