ترجمه فارسی مقاله تجزیه و تحلیل چندوجهی تمایز سلولهای سفید خون در بیماران لوسمی میلوئید حاد با استفاده از رمزگذار خودکار β-تغییر

چکیده

Biomedical imaging and RNA sequencing with single-cell resolution improves our understanding of white blood cell diseases like leukemia. By combining morphological and transcriptomic data, we can gain insights into cellular functions and trajectoriess involved in blood cell differentiation. However, existing methodologies struggle with integrating morphological and transcriptomic data, leaving a significant research gap in comprehensively understanding the dynamics of cell differentiation. Here, we introduce an unsupervised method that explores and reconstructs these two modalities and uncovers the relationship between different subtypes of white blood cells from human peripheral blood smears in terms of morphology and their corresponding transcriptome. Our method is based on a beta-variational autoencoder (ß-VAE) with a customized loss function, incorporating a R-CNN architecture to distinguish single-cell from background and to minimize any interference from artifacts. This implementation of ß-VAE shows good reconstruction capability along with continuous latent embeddings, while maintaining clear differentiation between single-cell classes. Our novel approach is especially helpful to uncover the correlation of two latent features in complex biological processes such as formation of granules in the cell (granulopoiesis) with gene expression patterns. It thus provides a unique tool to improve the understanding of white blood cell maturation for biomedicine and diagnostics.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

تصویربرداری زیست پزشکی و توالی RNA با وضوح تک سلولی درک ما از بیماری های گلبولهای سفید مانند لوسمی را بهبود می بخشد.با ترکیب داده های مورفولوژیکی و رونویسی ، می توانیم بینش در مورد عملکردهای سلولی و مسیر درگیر در تمایز سلول های خونی کسب کنیم.با این حال ، روشهای موجود با ادغام داده های مورفولوژیکی و رونویسی مبارزه می کنند ، و شکاف تحقیقاتی قابل توجهی در درک جامع پویایی تمایز سلول ایجاد می کنند.در اینجا ، ما یک روش بدون نظارت را معرفی می کنیم که این دو روش را مورد بررسی و بازسازی قرار می دهد و رابطه بین زیرگروه های مختلف گلبول های سفید از اسمیر خون محیطی انسان از نظر مورفولوژی و رونوشت مربوط به آنها را کشف می کند.روش ما مبتنی بر یک اتوآنکودر بتا-متغیر (ß-VAE) با یک عملکرد از دست دادن سفارشی است که شامل یک معماری R-CNN برای تمایز تک سلولی از پس زمینه و به حداقل رساندن هرگونه تداخل در مصنوعات است.این اجرای ß-VAE توانایی بازسازی خوبی را به همراه تعبیه های نهفته مداوم نشان می دهد ، ضمن اینکه تمایز روشنی بین کلاسهای تک سلولی را حفظ می کند.رویکرد جدید ما به ویژه برای کشف همبستگی دو ویژگی نهفته در فرآیندهای بیولوژیکی پیچیده مانند شکل گیری گرانول در سلول (گرانولوپوئیزس) با الگوهای بیان ژن مفید است.بنابراین ابزاری منحصر به فرد برای بهبود درک بلوغ گلبولهای سفید برای پزشکی زیست پزشکی و تشخیص فراهم می کند.