Semantic Meta-Path Enhanced Global and Local Topology Learning for lncRNA-Disease Association Prediction

成对比较 计算机科学 网络拓扑 图形 拓扑(电路) 语义学(计算机科学) 路径(计算) 编码 理论计算机科学 人工智能 数学 生物 计算机网络 组合数学 程序设计语言 生物化学 基因
作者
Ping Xuan,Yue Zhao,Hui Cui,Linyun Zhan,Qiangguo Jin,Tiangang Zhang,Toshiya Nakaguchi
出处
期刊:IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:20 (2): 1480-1491 被引量:9
标识
DOI:10.1109/tcbb.2022.3209571
摘要

Since abnormal expression of long non-coding RNAs (lncRNAs) is associated with various human diseases, identifying disease-related lncRNAs helps reveal the pathogenesis of diseases. Existing methods for lncRNA-disease association prediction mainly focus on multi-sourced data related to lncRNAs and diseases. The rich semantic information of meta-paths, composed of multiple kinds of connections between lncRNA and disease nodes, is neglected. We propose a new prediction method, MGLDA, to encode and integrate the semantics of multiple meta-paths, the global topology of heterogeneous graph, and pairwise attributes of lncRNA and disease nodes. First, a tri-layer heterogeneous graph is constructed to associate multi-sourced data across the lncRNA, disease, and miRNA nodes. Afterwards, we establish multiple meta-paths connecting the lncRNA and disease nodes to derive and denote various semantics. Each meta-path contains its specific semantics formulated by an embedding strategy, and each embedding covers local topology formed by the diverse semantic connections among the lncRNA, disease, and miRNA nodes. We construct multiple graph convolutional autoencoders (GCA) with topology-level attention to learn global and multiple local topologies from the tri-layer graph and each meta-path, respectively. The topology-level attention mechanism can learn the importance of various global and local topologies for adaptive pairwise topology fusion. Finally, a convolutional autoencoder learns the attribute representations of lncRNA-disease pairs, which integrates the learnt detailed and representative pairwise features. Experimental results show that MGLDA outperforms other state-of-the-art prediction methods in comparison and retrieves more real lncRNA-disease associations in the top-ranked candidates. The ablation study also demonstrates the important contributions of the local and global topology learning, and pairwise attribute learning. Case studies on three diseases further demonstrate MGLDA's ability to identify potential disease-related lncRNAs.

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
刚刚
lixin完成签到,获得积分10
刚刚
XW完成签到,获得积分10
2秒前
LYH完成签到,获得积分10
2秒前
上章发布了新的文献求助10
2秒前
Willows完成签到,获得积分10
2秒前
舒心的乌龟完成签到,获得积分20
4秒前
天穹雨发布了新的文献求助30
5秒前
李玉春完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
一颗荔枝完成签到,获得积分10
6秒前
神勇难胜发布了新的文献求助10
7秒前
零号病人完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
shady关注了科研通微信公众号
7秒前
8秒前
香蕉觅云的应助被AAAA采纳,获得10
9秒前
腿毛没啦完成签到,获得积分10
9秒前
kitsch完成签到 ,获得积分10
9秒前
所所的应助被Swan采纳,获得10
9秒前
Master完成签到 ,获得积分10
10秒前
整整完成签到,获得积分10
10秒前
tbj完成签到,获得积分10
11秒前
9465426完成签到 ,获得积分10
11秒前
jessicaa发布了新的文献求助10
11秒前
零号病人发布了新的文献求助10
12秒前
YYY完成签到,获得积分10
12秒前
王璐雅完成签到 ,获得积分10
12秒前
chen发布了新的文献求助10
12秒前
TomJarvis完成签到,获得积分10
13秒前
Andreas完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
yuyu完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
yushao完成签到,获得积分10
15秒前
rzVV完成签到,获得积分10
15秒前
JOY完成签到,获得积分10
15秒前
叶子完成签到,获得积分10
16秒前
liyongfei完成签到,获得积分10
16秒前
17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 8142768
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9542363
关于积分的说明 21650439
捐赠科研通 7727757
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421718
关于科研通互助平台的介绍 2547151
邀请新用户注册赠送积分活动 2464472