【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及細(xì)胞數(shù)據(jù)處理與分析，尤其涉及一種干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、干細(xì)胞測序技術(shù)已經(jīng)發(fā)展出多種基于不同細(xì)胞捕獲和細(xì)胞文庫建立策略的方法，并且隨著干細(xì)胞通量研究逐漸深入，使得能夠處理數(shù)百甚至數(shù)千個細(xì)胞；例如，液滴干細(xì)胞測序和索引液滴測序等技術(shù)，通過聯(lián)合液滴和獨特的條形碼提高了測序的通量；在測序數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)，應(yīng)用混合細(xì)胞群方法用于分析干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)；特別地，通過無偏聚類和差異基因表達(dá)分析的方法，從干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)集中識別不同的細(xì)胞類型和亞群以及其標(biāo)記基因。然而，現(xiàn)有的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，在研究干細(xì)胞分化過程狀態(tài)方面存在不足，特別是在研究干細(xì)胞分化的特定時段過程時，未根據(jù)干細(xì)胞多維特征信息進(jìn)行分化過程基因表達(dá)情況分析，從而導(dǎo)致干細(xì)胞特定時段基因表達(dá)情況難以完整呈現(xiàn)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于此，有必要提供一種干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法及系統(tǒng)，以解決至少一個上述技術(shù)問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，一種干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，所述方法包括以下步驟：
3、步驟s1：獲取干細(xì)胞原始實驗數(shù)據(jù)集；對干細(xì)胞原始實驗數(shù)據(jù)集進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)；對干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行多維特征識別，得到干細(xì)胞多維特征數(shù)據(jù)；對干細(xì)胞多維特征數(shù)據(jù)進(jìn)行干細(xì)胞多維分化信息提取，得到干細(xì)胞多維分化信息；
4、步驟s2：對干細(xì)胞多維分化信息進(jìn)行分化標(biāo)志物識別，得到分化標(biāo)志物特征；基于分化標(biāo)志物特征對干細(xì)胞多維分化信息進(jìn)行染色質(zhì)特征標(biāo)記，生成染色質(zhì)特征數(shù)據(jù)；對染色質(zhì)特征數(shù)
5、步驟s3：對干細(xì)胞多維分化信息進(jìn)行細(xì)胞表達(dá)特征檢測，得到細(xì)胞表達(dá)特征數(shù)據(jù)；對細(xì)胞表達(dá)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行基因功能分析，得到干細(xì)胞基因功能數(shù)據(jù)；基于干細(xì)胞基因功能數(shù)據(jù)對干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行干細(xì)胞生長周期劃分，生成干細(xì)胞生長周期數(shù)據(jù)；對干細(xì)胞生長周期數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄因子變化足跡追蹤，生成轉(zhuǎn)錄因子變化足跡信息；
6、步驟s4：基于轉(zhuǎn)錄因子變化足跡信息對干細(xì)胞多維分化信息進(jìn)行干細(xì)胞分化中間狀態(tài)識別，生成干細(xì)胞分化中間狀態(tài)信息；根據(jù)染色質(zhì)可及性數(shù)據(jù)對干細(xì)胞分化中間狀態(tài)信息進(jìn)行分化過程基因表達(dá)變化分析，得到分化過程基因表達(dá)數(shù)據(jù)；對分化過程基因表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析報告可視化處理，生成干細(xì)胞分化表達(dá)報告。
7、本專利技術(shù)通過獲取干細(xì)胞原始實驗數(shù)據(jù)集并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)，這有助于消除數(shù)據(jù)中的偏差和噪聲，提高后續(xù)分析的準(zhǔn)確性；多維特征識別和干細(xì)胞多維分化信息提取使得能夠更全面地理解干細(xì)胞的分化過程，為后續(xù)的分化標(biāo)志物識別和染色質(zhì)特征標(biāo)記提供精確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。對干細(xì)胞多維分化信息進(jìn)行分化標(biāo)志物識別，得到分化標(biāo)志物特征，這有助于識別干細(xì)胞分化過程中的關(guān)鍵分子，為干細(xì)胞分化機制的研究提供數(shù)據(jù)指標(biāo)；染色質(zhì)特征標(biāo)記和染色質(zhì)可及性檢測能夠揭示干細(xì)胞分化過程中染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)而理解基因表達(dá)調(diào)控和細(xì)胞周期情況。細(xì)胞表達(dá)特征檢測和基因功能分析能夠深入了解干細(xì)胞分化過程中的基因表達(dá)模式和功能變化，為干細(xì)胞分化的分子機制提供數(shù)據(jù)支持；干細(xì)胞生長周期劃分和轉(zhuǎn)錄因子變化足跡追蹤有助于揭示干細(xì)胞分化過程中關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子的動態(tài)變化，使得理解細(xì)胞分化的調(diào)控情況。干細(xì)胞分化中間狀態(tài)識別能夠揭示干細(xì)胞分化過程中的中間狀態(tài)，使得明確干細(xì)胞分化的中間狀態(tài)特征；分化過程基因表達(dá)變化分析能夠詳細(xì)描述干細(xì)胞分化過程中基因表達(dá)的動態(tài)變化，為干細(xì)胞分化的分子調(diào)控提供詳細(xì)數(shù)據(jù)；干細(xì)胞分化表達(dá)報告的可視化處理使得復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息更加直觀易懂，便于研究人員快速把握干細(xì)胞分化的關(guān)鍵信息。因此，本專利技術(shù)通過數(shù)據(jù)處理技術(shù)、模式識別技術(shù)和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，實現(xiàn)對干細(xì)胞多維特征信息進(jìn)行分化過程基因表達(dá)狀態(tài)綜合分析，從而使得干細(xì)胞特定時段基因表達(dá)情況能夠完整呈現(xiàn)。
8、優(yōu)選的，步驟s2包括以下步驟：
9、步驟s21：對干細(xì)胞多維分化信息進(jìn)行特征增強，得到多維分化增強特征；對多維分化增強特征進(jìn)行分化標(biāo)志物特征識別，得到分化標(biāo)志物特征；
10、步驟s22：對分化標(biāo)志物特征進(jìn)行標(biāo)志物類型識別，得到分化標(biāo)志物類型數(shù)據(jù)；基于分化標(biāo)志物類型數(shù)據(jù)對干細(xì)胞多維分化信息進(jìn)行干細(xì)胞分化區(qū)域檢測，生成干細(xì)胞分化區(qū)域信息；
11、步驟s23：對干細(xì)胞分化區(qū)域信息進(jìn)行區(qū)域染色質(zhì)標(biāo)記，得到區(qū)域染色質(zhì)標(biāo)記信息；根據(jù)區(qū)域染色質(zhì)標(biāo)記信息對干細(xì)胞分化區(qū)域信息進(jìn)行染色質(zhì)特征提取，得到染色質(zhì)特征數(shù)據(jù)；
12、步驟s24：對染色質(zhì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行染色質(zhì)可及性檢測，得到染色質(zhì)可及性數(shù)據(jù)。
13、本專利技術(shù)對干細(xì)胞多維分化信息進(jìn)行特征增強，能夠更加突出干細(xì)胞分化過程中的關(guān)鍵信息，增強了數(shù)據(jù)的區(qū)分度和信息量；分化標(biāo)志物類型識別，能夠區(qū)分不同類別的分化標(biāo)志物；基于分化標(biāo)志物類型數(shù)據(jù)進(jìn)行的干細(xì)胞分化區(qū)域檢測，有助于精確定位干細(xì)胞分化的關(guān)鍵區(qū)域；區(qū)域染色質(zhì)標(biāo)記能夠為干細(xì)胞分化區(qū)域信息提供染色質(zhì)層面的標(biāo)記，區(qū)域染色質(zhì)標(biāo)記信息指導(dǎo)下的染色質(zhì)特征提取，能夠揭示干細(xì)胞分化區(qū)域中染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化；染色質(zhì)可及性檢測能夠評估染色質(zhì)特征數(shù)據(jù)中的染色質(zhì)開放區(qū)域，反映了基因表達(dá)調(diào)控的活躍區(qū)域，有助于識別調(diào)控干細(xì)胞分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點。
14、優(yōu)選的，步驟s24包括以下步驟：
15、步驟s241：對染色質(zhì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行染色體邊緣檢測，得到染色體邊緣數(shù)據(jù)；對染色體邊緣數(shù)據(jù)進(jìn)行染色體輪廓識別，生成染色體輪廓信息；
16、步驟s242：根據(jù)染色體輪廓信息對染色質(zhì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行染色體結(jié)構(gòu)確定，得到染色體結(jié)構(gòu)特征；對染色體結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行染色體形態(tài)檢測，生成染色體形態(tài)信息；
17、步驟s243：對染色體形態(tài)信息進(jìn)行染色體狀態(tài)識別，得到染色體狀態(tài)數(shù)據(jù)；基于染色體狀態(tài)數(shù)據(jù)對干細(xì)胞多維分化信息進(jìn)行染色質(zhì)體態(tài)參數(shù)提取，生成染色質(zhì)體態(tài)參數(shù)；
18、步驟s244：對干細(xì)胞多維分化信息進(jìn)行細(xì)胞核小體定位識別，得到細(xì)胞核小體特征；對細(xì)胞核小體特征進(jìn)行細(xì)胞核小體參數(shù)提取，生成細(xì)胞核小體參數(shù)；
19、步驟s245：將細(xì)胞核小體參數(shù)與染色質(zhì)體態(tài)參數(shù)進(jìn)行占據(jù)程度計算，得到染色質(zhì)占據(jù)程度數(shù)據(jù)；對染色質(zhì)占據(jù)程度數(shù)據(jù)進(jìn)行染色質(zhì)可及性歸類，得到染色質(zhì)可及性數(shù)據(jù)。
20、本專利技術(shù)染色體邊緣檢測和染色體輪廓識別增強了對染色質(zhì)特征數(shù)據(jù)的空間結(jié)構(gòu)理解，為進(jìn)一步的染色體結(jié)構(gòu)分析提供了形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)；基于染色體輪廓信息的染色體結(jié)構(gòu)確定和形態(tài)檢測，有助于深入理解染色體的空間組織和功能狀態(tài)；染色體狀態(tài)識別和染色質(zhì)體態(tài)參數(shù)提取，使得能夠從干細(xì)胞多維分化信息中提取關(guān)鍵的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)；細(xì)胞核小體定位識別和參數(shù)提取，提供了細(xì)胞核小體在染色質(zhì)上的精確分布特征，從而理解基因表達(dá)調(diào)控和染色質(zhì)動態(tài)變化；通過計算細(xì)胞核小體參數(shù)與染色質(zhì)體態(tài)參數(shù)的占據(jù)程度，并進(jìn)行染色質(zhì)可及性歸類，揭示了染色質(zhì)的物理狀態(tài)和基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)系，為干細(xì)胞分化的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析提供了關(guān)鍵信息。
21、優(yōu)選的，步驟s3包括以下步驟：
22、步驟s31：對干細(xì)胞多維分本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，步驟S2包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，步驟S24包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，步驟S3包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，步驟S31包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，步驟S32包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，步驟S35包括以下步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，步驟S4包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，步驟S44包括以下步驟：
10.一種干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其特征在于，用于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，該干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，步驟s2包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，步驟s24包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，步驟s3包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干細(xì)胞實驗數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，步驟s31包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干細(xì)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹仕文，王廷麗，
申請(專利權(quán))人：尚億昇山東生物科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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