[发明专利]一种基于外泌体miRNA和单细胞核转录组联合的细胞-miRNA-细胞网络构建方法及系统

权利要求书

1.一种基于外泌体miRNA和单细胞核转录组联合的上游细胞-miRNA-下游细胞网络构建方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一、基于单细胞核转录组，获得不同细胞类型primarymiRNA的表达数据；

步骤二、基于步骤一中获得的不同细胞类型primarymiRNA的表达数据，将每一细胞类型与其他所有细胞类型进行primarymiRNA差异表达分析，获得上游细胞类型-miRNA关系对；

步骤三、对预先获得的外泌体miRNA结果和单细胞核不同细胞类型mRNA表达数据进行相关性分析，获得负相关miRNA-gene(mRNA)关系对；

步骤四、基于mRNA单细胞的细胞通讯配体gene、受体gene和对应细胞类型数据，结合步骤三相关性分析获得的各细胞类型下miRNA-gene(mRNA)相关性关系对，以miRNA调控靶gene和细胞通讯中的配体或受体gene作为媒介，获得miRNA-下游细胞类型关系对；

步骤五、基于步骤四获得的miRNA-下游细胞类型关系对和步骤二获得的上游细胞类型-miRNA关系对，以miRNA为媒介，结合细胞通讯的配体细胞与受体细胞作用关系，整合获得包含细胞与细胞通讯关系的上游细胞-miRNA-下游细胞网络。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一进一步包括：

步骤1.1、基于预先获得的已有单细胞核转录组数据和mirbase数据库对应物种的miRNA_primary_transcriptgff文件，使用单细胞转录组CellRanger流程获得不同细胞primary miRNA表达结果；

步骤1.2、基于预先获得的已有单细胞核mRNA细胞分群数据，将鉴定得到的表达primary miRNA细胞回归到单细胞mRNA细胞类型下，获得各细胞类型primarymiRNA的表达数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二通过单细胞转录组bimod检验方法进行；所述上游细胞类型-miRNA关系对是指各细胞类型相对于其他细胞类型特异表达的miRNA数据。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三进一步包括：

步骤3.1、将某一单细胞核mRNA样本中每一细胞类型下所有细胞的gene(mRNA)表达取平均值，作为该样本该细胞类型的gene(mRNA)表达值；

步骤3.2、对预先获得的已有外泌体miRNA测序表达数据和步骤3.1中获得的每一细胞类型gene(mRNA)表达数据分别进行相关性分析，获得外泌体miRNA-单细胞转录组gene(mRNA)关系对；

步骤3.3、按照默认相关性系数≤-0.8，P值小于0.05的阈值，对步骤3.2的外泌体miRNA-单细胞转录组gene(mRNA)关系对进行筛选，提取符合阈值的负相关miRNA-gene(mRNA)关系对。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3.3进一步还包括：基于miRWalk和miRDB数据库研究物种的miRNA-gene(mRNA)靶标关系，对步骤3.2的外泌体miRNA-单细胞转录组gene(mRNA)结果进行交集提取，获得符合靶标关系的负相关miRNA-gene(mRNA)关系对；

所述交集提取是指将数据库的miRNA-gene关系对与步骤3中获得的外泌体和单细胞的miRNA-gene关系对，对miRNA和对应gene一致的取同，获得筛选后的miRNA-gene关系对。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤五进一步包括：

步骤5.1、基于步骤四中获得的miRNA与下游配体和受体细胞类型关系对、步骤二中获得的上游细胞类型-miRNA关系对，以miRNA为媒介，分别获得上游细胞类型-miRNA-下游配体细胞类型和上游细胞类型-miRNA-下游受体细胞类型网络；

步骤5.2、基于步骤5.1中获得的上游细胞类型-miRNA-下游配体细胞类型和上游细胞类型-miRNA-下游受体细胞类型网络，结合细胞通讯的配体细胞与受体细胞作用关系，根据共有细胞类型整合获得包含细胞-细胞关系的上游细胞-miRNA-下游细胞完整网络。