参照ガイド付き計算フレームワークは、パンキャンサー単一細胞データセットを使用したマイクロ環境代謝サブタイプとターゲットを特定します

科学分野:

• 計算生物学
• がん研究
• メタボロミクス

背景:

• 代謝再プログラミングはがんの重要な特徴ですが、腫瘍微小環境におけるその不均一性は十分に理解されていません。
• 既存の方法では、反応レベルの洞察と上流のレギュレーターの特定が不足しており、臨床応用が制限されています。

研究 の 目的:

• トランスクリプトームデータから反応レベルの代謝フラックスを推定し、上流のレギュレーターを特定するための計算フレームワークであるMetroSCREENを開発すること。
• がんにおける代謝の不均一性を特徴づけ、新しい治療ターゲットを発見すること。

主な方法:

• MetroSCREENは、反応レベルの代謝活性定量化のために、濃縮ベースの手順を採用しています。
• 遺伝子調節シグナルと細胞間相互作用を統合して、代謝レギュロンを定義します。
• 因果発見モジュールは、堅牢なレギュレーター候補の特定のために、調節の方向性を推論します。

主要な成果:

• MetroSCREENは、トランスクリプトームメタボロームデータと単一細胞CRISPRスクリーニングを使用して、反応レベルの代謝活性とレギュレーターを正確に予測します。
• パンキャンサーアトラスの分析により、ZNF281/STAT1がコラーゲン代謝を調節し、APOE/KLF7がスフィンゴ脂質代謝と抗原提示を調節することが明らかになりました。
• 患者の生存と免疫療法の反応に関連する代謝サブタイプとレギュレーターを特定しました。

結論:

• MetroSCREENは、単一細胞解像度での代謝の不均一性を解明するための、堅牢でスケーラブルな方法を提供します。
• 代謝レギュレーターを特定し、代謝介入のための潜在的な抗腫瘍ターゲットを発見します。