离散状态模型通过单细胞分辨率在疾病和感染中识别路径特定的B细胞状态

科学领域:

• 免疫学 免疫学 免疫学
• 计算生物学 计算生物学
• 系统生物学 系统生物学

背景情况:

• 氧气调节的通路对于B细胞在各种条件下的功能至关重要,包括感染和疾病.
• 了解B细胞状态需要对这些依赖氧气的途径进行准确的建模.
• 以前的方法缺乏基于氧气通路活动的B细胞表型的详细表征.

研究的目的:

• 基于氧气调节的途径,为B细胞开发特定途径的离散状态模型.
• 识别与健康和患病的B细胞表型相关的关键基因和细胞状态.
• 分析HIV+患者和乳腺癌患者在新辅助化疗 (NACT) 之前和之后的B细胞状态.

主要方法:

• 利用来自孤立的B细胞的单细胞RNA测序 (scRNA-seq) 数据集.
• 应用单细胞布尔欧米克网络不变时间分析 (scBONITA) 来推断路径拓的基因逻辑门.
• 模拟B细胞网络以识别稳定状态 (吸引物) 和相关的关键基因.

主要成果:

• 鉴定出不同的B细胞吸引体,与HIV+个体的B细胞耗尽相对应.
• 在乳腺癌中发现了促进无氧代谢,血管生成和瘤形成的吸引剂,这些吸引剂在NACT后减少.
• 发现与HIV吸引剂相比,与吸引剂相比,HIV+患者的B细胞与具有更多不典型记忆力的B细胞进行了映射.

结论:

• 开发的模型有效地基于氧气通路活动来表征B细胞状态.
• 这项研究为艾滋病毒中的B细胞功能障碍以及NACT对乳腺癌相关的B细胞表型的影响提供了新的见解.
• 这种方法可以用来理解和潜在地调解各种疾病中的B细胞状态.