基于单细胞转录组测序数据深入挖掘脑胶质瘤细胞间相互作用

论文摘要

脑胶质瘤是最常见的成人恶性脑癌,其以较差的临床预后与高度的分子异质性而著称。传统的研究是基于多细胞的转录测序技术,其只能获得细胞群体的平均特征,而忽略了肿瘤组织内部细胞之间的异质性。本文系统地研究了6341个来自脑胶质瘤的细胞的单细胞转录组数据,并通过数据降维等方法鉴定出了其中的癌细胞与浸润在免疫微环境的健康细胞。通过单细胞转录组数据和TCGA转录组数据结合分析不同类型细胞的配受体表达情况,鉴定出16对显著相关的癌细胞自分泌配受体信号分子。本文进一步分析发现了癌症干细胞与浸润的免疫细胞间的细胞间相互作用,并鉴定出66个配受体对,其中部分信号分子会显著影响脑胶质瘤患者的预后。之后,我们根据这66个配受体对的表达特征建立基于XGBoost算法的脑胶质瘤预后风险预测模型,可以通过这66个配受体对的表达情况精准预测出脑胶质瘤患者的预后风险。模型在独立验证集中也取得了良好的表现。总之,本文的研究不仅揭示了脑胶质瘤内细胞间重要的功能相互作用,而且为脑胶质瘤患者的预后提供了潜在的标志物。

论文目录

• 内容摘要
• Abstract
• 1. 绪论
•   1.1. 脑胶质瘤的分类与治疗现状
•     1.1.1. 脑胶质瘤的分类
•     1.1.2. 脑胶质瘤的症状以及治疗现状
•     1.1.3. 脑胶质瘤的肿瘤标志物
•   1.2. 单细胞技术在肿瘤研究中的应用
•   1.3. 肿瘤内细胞间相互作用的研究进展
•   1.4. 本文研究内容
• 2. 基于数据降维方法与单细胞转录组数据鉴定脑胶质瘤中各细胞类型
•   2.1. 数据降维方法简介
•     2.1.1. 主成分分析法
•     2.1.2. 非线性降维方法t-SNE
•   2.2. 鉴定脑胶质瘤内部各种细胞类型
•   2.3. 区分小神经胶质细胞与巨噬细胞
• 3. 鉴定癌细胞自分泌的配受体对
•   3.1. 单细胞基因差异表达分析
•   3.2. 斯皮尔曼相关性系数
•   3.3. 鉴定脑胶质瘤癌细胞自分泌的配受体对
• 4. 鉴定肿瘤干细胞与巨噬细胞间相互作用
•   4.1. 生存分析
•   4.2. 发现肿瘤干细胞对巨噬细胞的细胞间作用
•   4.3. 鉴定巨噬细胞对肿瘤干细胞的细胞间作用
• 5. 基于配体-受体相互作用的预后模型
•   5.1. XGBoost算法原理
•   5.2. 基于配体-受体相互作用的预后模型
• 6. 结果讨论与展望
•   6.1. 结果讨论
•   6.2. 展望
• 参考文献
• 附录
•   附录一 巨噬细胞M1/M2状态的标志基因
• 后记
• 在学期间所取得的科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 袁东昇

导师: 石铁流,陈庚

关键词: 脑胶质瘤,单细胞转录组测序,细胞间相互作用,机器学习

来源: 华东师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技

专业: 生物学,神经病学,肿瘤学

单位: 华东师范大学

分类号: R739.41;Q811.4

总页数: 67

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