XGraphCDS: An explainable deep learning model for predicting drug sensitivity from gene pathways and chemical structures

机器学习 精密医学 计算机科学 人工智能 个性化医疗 预测能力 深度学习 人工神经网络 计算生物学 图形 药物发现 基因组学 生物信息学 生物 基因 基因组 遗传学 哲学 认识论 理论计算机科学
作者
Yimeng Wang,Xinxin Yu,Yaxin Gu,Weihua Li,Keyun Zhu,Long Chen,Yun Tang,Guixia Liu
出处
期刊:Computers in Biology and Medicine [Elsevier BV]
卷期号:168: 107746-107746 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.compbiomed.2023.107746
摘要

Cancer is a highly complex disease characterized by genetic and phenotypic heterogeneity among individuals. In the era of precision medicine, understanding the genetic basis of these individual differences is crucial for developing new drugs and achieving personalized treatment. Despite the increasing abundance of cancer genomics data, predicting the relationship between cancer samples and drug sensitivity remains challenging. In this study, we developed an explainable graph neural network framework for predicting cancer drug sensitivity (XGraphCDS) based on comparative learning by integrating cancer gene expression information and drug chemical structure knowledge. Specifically, XGraphCDS consists of a unified heterogeneous network and multiple sub-networks, with molecular graphs representing drugs and gene enrichment scores representing cell lines. Experimental results showed that XGraphCDS consistently outperformed most state-of-the-art baselines (R2 = 0.863, AUC = 0.858). We also constructed a separate in vivo prediction model by using transfer learning strategies with in vitro experimental data and achieved good predictive power (AUC = 0.808). Simultaneously, our framework is interpretable, providing insights into resistance mechanisms alongside accurate predictions. The excellent performance of XGraphCDS highlights its immense potential in aiding the development of selective anti-tumor drugs and personalized dosing strategies in the field of precision medicine.
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
机密塔完成签到,获得积分10
1秒前
进退须臾完成签到,获得积分10
1秒前
哥哥喜欢格格完成签到 ,获得积分10
2秒前
文静的行恶完成签到,获得积分10
2秒前
康康完成签到 ,获得积分10
7秒前
Waaly完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
科研通AI5应助lizhiqian2024采纳,获得10
9秒前
阿伦完成签到,获得积分10
11秒前
aa完成签到,获得积分10
11秒前
舒心完成签到,获得积分10
13秒前
隐形曼青应助小川采纳,获得10
13秒前
nancyshine完成签到,获得积分10
13秒前
无限的水壶完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
科研通AI5应助图南采纳,获得30
15秒前
曲蔚然完成签到 ,获得积分10
15秒前
KK关闭了KK文献求助
19秒前
20秒前
Harlotte完成签到 ,获得积分10
23秒前
HAHA完成签到,获得积分10
25秒前
勤恳冰淇淋完成签到 ,获得积分10
26秒前
AlanLi完成签到,获得积分20
28秒前
开放访天完成签到 ,获得积分10
29秒前
齐朕完成签到,获得积分10
32秒前
任性的静枫完成签到,获得积分20
32秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得50
34秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
34秒前
35秒前
35秒前
xxxidgkris应助科研通管家采纳,获得20
35秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
35秒前
Yh完成签到,获得积分10
35秒前
如意2023完成签到 ,获得积分10
36秒前
眼睛大的寄容完成签到 ,获得积分10
36秒前
高分求助中
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 300
Essentials of Pharmacoeconomics: Health Economics and Outcomes Research 3rd Edition. by Karen Rascati 300
Peking Blues // Liao San 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13 edition 240
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3801092
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3346581
关于积分的说明 10329787
捐赠科研通 3063102
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1681341
邀请新用户注册赠送积分活动 807491
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 763726