Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > q-bio > arXiv:2501.04181

帮助 | 高级搜索

定量生物学 > 基因组学

arXiv:2501.04181 (q-bio)
[提交于 2025年1月7日 ]

标题: 基于深度学习的特征发现用于解码儿童高级别胶质瘤单细胞转录组学中的表型可塑性

标题: Deep Learning-based Feature Discovery for Decoding Phenotypic Plasticity in Pediatric High-Grade Gliomas Single-Cell Transcriptomics

Authors:Abicumaran Uthamacumaran
摘要: 通过使用复杂数学网络动力学和基于图的机器学习,我们确定了儿童高级别胶质瘤(pHGGs)亚型单细胞转录组中谱系特异性可塑性的关键决定因素:IDHWT胶质母细胞瘤和K27M突变胶质瘤。我们的研究识别了通过肿瘤-免疫微环境调控胶质瘤形态发生网络相互作用,包括神经发育程序、钙动态、铁代谢、代谢重编程以及MAPK/ERK和WNT信号之间的反馈回路。这些关系突显了在破坏的神经分化层次中导航的细胞状态混合光谱的出现。我们在IDHWT胶质母细胞瘤中识别出过渡基因,如DKK3、NOTCH2、GATAD1、GFAP和SEZ6L,在K27M亚型中识别出H3F3A、ANXA6、HES6/7、SIRT2、FXYD6、PTPRZ1、MEIS1、CXXC5和NDUFAB1。我们还识别出MTRNR2L1、GAPDH、IGF2、FKBP变体和FXYD7作为影响两个子系统细胞命运决定的过渡基因。我们的研究结果表明,pHGGs在表现出适应不良行为和混合细胞身份的状态中发育停滞。实际上,肿瘤异质性(亚稳态)和可塑性作为对免疫炎症微环境和氧化应激的应激反应模式出现。此外,我们展示了pHGGs主要由放射状胶质细胞的发育轨迹引导,优先选择新皮层细胞命运,在端脑和前额叶皮层(PFC)分化中。通过解决潜在的模式形成过程和可塑性网络作为治疗弱点,我们的研究结果提供了旨在调节胶质瘤细胞命运并克服治疗耐受性的精准医学策略。我们建议向神经元样谱系分化进行过渡治疗作为一种潜在的治疗方法,以帮助稳定pHGG的可塑性和侵略性。
摘要: By use of complex network dynamics and graph-based machine learning, we identified critical determinants of lineage-specific plasticity across the single-cell transcriptomics of pediatric high-grade glioma (pHGGs) subtypes: IDHWT glioblastoma and K27M-mutant glioma. Our study identified network interactions regulating glioma morphogenesis via the tumor-immune microenvironment, including neurodevelopmental programs, calcium dynamics, iron metabolism, metabolic reprogramming, and feedback loops between MAPK/ERK and WNT signaling. These relationships highlight the emergence of a hybrid spectrum of cellular states navigating a disrupted neuro-differentiation hierarchy. We identified transition genes such as DKK3, NOTCH2, GATAD1, GFAP, and SEZ6L in IDHWT glioblastoma, and H3F3A, ANXA6, HES6/7, SIRT2, FXYD6, PTPRZ1, MEIS1, CXXC5, and NDUFAB1 in K27M subtypes. We also identified MTRNR2L1, GAPDH, IGF2, FKBP variants, and FXYD7 as transition genes that influence cell fate decision-making across both subsystems. Our findings suggest pHGGs are developmentally trapped in states exhibiting maladaptive behaviors, and hybrid cellular identities. In effect, tumor heterogeneity (metastability) and plasticity emerge as stress-response patterns to immune-inflammatory microenvironments and oxidative stress. Furthermore, we show that pHGGs are steered by developmental trajectories from radial glia predominantly favoring neocortical cell fates, in telencephalon and prefrontal cortex (PFC) differentiation. By addressing underlying patterning processes and plasticity networks as therapeutic vulnerabilities, our findings provide precision medicine strategies aimed at modulating glioma cell fates and overcoming therapeutic resistance. We suggest transition therapy toward neuronal-like lineage differentiation as a potential therapy to help stabilize pHGG plasticity and aggressivity.
主题: 基因组学 (q-bio.GN)
引用方式: arXiv:2501.04181 [q-bio.GN]
  (或者 arXiv:2501.04181v1 [q-bio.GN] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.04181
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Abicumaran Uthamacumaran [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 1 月 7 日 23:20:59 UTC (1,779 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
q-bio.GN
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-01
切换浏览方式为:
q-bio

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号