CUBE: Multimodal Representation Learning Reveals Biological Structure Across Histomorphology, Spatial Protein Phenotypes, and Transcriptome-Associated Signals

作者
葛志广,Haoyang Cai
出处
期刊: [Cold Spring Harbor Laboratory]
标识
DOI:10.64898/2026.09.14.751379
摘要

ABSTRACT Integrating histological, spatial protein, and transcriptomic information into a biologically grounded representation remains challenging because these modalities are rarely available as fully paired measurements, while existing computational approaches are commonly developed around individual modality pairs. To address this, we present CUBE (Colorectal Universal Representation & Bridge Encoder), a multimodal representation-learning framework that uses hematoxylin and eosin (H&E) histology as a bridge to integrate spatial protein phenotypes with transcriptome-associated information from incompletely paired data. CUBE independently learns representations from H&E–multiplex immunohistochemistry (mIHC) and H&E–pseudo-ST relationships and integrates them through attention-based fusion with biological grounding from mIHC-derived concepts. The H&E–mIHC representation supported competitive spatial protein reconstruction, while the pseudo-ST-supervised representation transferred to experimentally measured Visium HD spatial transcriptomics data and improved further after decoder-only calibration with the encoder frozen. Importantly, the fused representation retained biological information beyond its direct training targets, capturing immune–epithelial spatial organization and an independently measured ECM–receptor interaction transcriptomic program. Together, these findings demonstrate that separately paired spatial modalities can be organized through histology into a biologically structured and testable multimodal representation, providing a proof-of-concept strategy for multimodal tissue learning without requiring fully paired molecular measurements.

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
Cookies完成签到,获得积分10
刚刚
彭于晏的应助被踏实紫萱采纳,获得10
2秒前
2秒前
可妍昇发布了新的文献求助10
3秒前
归云留忆完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
zqq完成签到,获得积分10
5秒前
逍遥完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
为你博弈完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
lby发布了新的文献求助10
9秒前
温柔之槐发布了新的文献求助10
10秒前
为你博弈发布了新的文献求助10
10秒前
完美世界的应助被曾康杰采纳,获得10
12秒前
星辰大海的应助被Dooup采纳,获得10
13秒前
踏实紫萱发布了新的文献求助10
13秒前
藜杖叩门完成签到,获得积分10
14秒前
CipherSage的应助被wm采纳,获得10
14秒前
魏远鸿发布了新的文献求助10
14秒前
英俊的铭的应助被鳗鱼念桃采纳,获得10
15秒前
陈住气完成签到 ,获得积分10
15秒前
长情如南关注了科研通微信公众号
15秒前
szk完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
言非离完成签到,获得积分10
22秒前
科研通AI6.2的应助被qunqing采纳,获得10
22秒前
22秒前
Yixinliu发布了新的文献求助10
23秒前
高兴薯片完成签到 ,获得积分10
24秒前
bcc发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
25秒前
ting完成签到,获得积分10
25秒前
朴艺晨完成签到 ,获得积分10
26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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8143360
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9542847
关于积分的说明 21653935
捐赠科研通 7728606
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422020
关于科研通互助平台的介绍 2547337
邀请新用户注册赠送积分活动 2464829