Deep-learning-based de novo discovery and design of therapeutics that reverse disease-associated transcriptional phenotypes

生物 表型 遗传学 计算生物学 药物发现 突变 表型筛选 生物信息学 基因 细胞生物学
作者
Jing Xing,Mingdian Tan,Dmitry Leshchiner,Mengying Sun,Mohamed Abdelgied,Li Huang,Shreya Paithankar,Katie Uhl,Rama Shankar,Erika M. Lisabeth,Bilal Aleiwi,Tara Jager,Cameron Lawson,Ruoqiao Chen,Matthew B. Giletto,Reda Girgis,Richard R. Neubig,Samuel So,Edmund L. Ellsworth,Xiaopeng Li
出处
期刊:Cell [Cell Press]
标识
DOI:10.1016/j.cell.2026.02.016
摘要

Identifying drugs that reverse disease-associated transcriptomic features has been widely explored for drug repurposing, but its potential for de novo drug discovery remains underexplored. Here, we present gene expression profile predictor on chemical structures (GPS), a deep-learning-based drug discovery platform, guided by transcriptomic features, that screens large compound libraries and optimizes lead molecules. We first develop a model that captures transcriptomic perturbation signatures solely from chemical structures and deploy it to library compounds. We refine scoring methods and employ a tree-search method for optimization. By incorporating structure-gene-activity relationships, we uncover drug mechanisms from transcriptomic data. We evaluate GPS across multiple diseases and conduct extensive validation in two cases. In hepatocellular carcinoma, we discover two unique compound series with favorable cellular selectivity and in vivo efficacy. In idiopathic pulmonary fibrosis, we identify one repurposing candidate and one novel anti-fibrotic compound by reversing gene expression of multiple distinct cell types derived from single-cell transcriptomics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
朴素玉米发布了新的文献求助10
刚刚
酷酷幻柏完成签到,获得积分10
刚刚
吴咪完成签到,获得积分20
刚刚
鳗鱼凌珍完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
一个男孩发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
fsn关注了科研通微信公众号
4秒前
皖没有晚安完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
夏曦发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
充电宝应助森淼采纳,获得10
7秒前
雪白的以蓝完成签到,获得积分20
7秒前
9秒前
zhang26xian完成签到 ,获得积分10
9秒前
77发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
blue发布了新的文献求助30
10秒前
兴奋的幻竹关注了科研通微信公众号
10秒前
Luu发布了新的文献求助10
10秒前
喵脆角发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
ysss0831发布了新的文献求助10
13秒前
123发布了新的文献求助50
13秒前
所所应助tyyyyyy采纳,获得10
14秒前
14秒前
Luu发布了新的文献求助10
15秒前
CipherSage应助zhuzhu采纳,获得10
15秒前
yizhu完成签到 ,获得积分10
15秒前
aacqyyy发布了新的文献求助10
16秒前
万能图书馆应助li锂狸采纳,获得10
19秒前
19秒前
雪白一曲发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
单薄绿竹发布了新的文献求助50
22秒前
深情安青应助阿是采纳,获得20
22秒前
内向的白玉完成签到 ,获得积分10
22秒前
搞怪的萃完成签到,获得积分20
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Research Methods for Applied Linguistics 500
Picture Books with Same-sex Parented Families Unintentional Censorship 444
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6412615
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8231668
关于积分的说明 17471117
捐赠科研通 5465331
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2887699
邀请新用户注册赠送积分活动 1864414
关于科研通互助平台的介绍 1702970