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王晨飞,博士生导师,同济大学生命科学与技术学院生物信息系长聘教授,上海市自主智能无人系统科学中心PI。研究方向为生物信息学与人工智能,微环境与疾病发生。近年来发展了一系列单细胞时空多组学数据增强、生成和功能解析智能算法,揭示了复杂微环境中多细胞协作与疾病发生的关联机制。以通讯作者(含共同)身份在Nat. Genet.、Nat. Cancer. 、Cell Stem Cell、Genome Biol.、Nucleic Acids Res.等杂志发表二十余篇论文。担任Nat. Rev. Genet.、Nat. Methods、Nat. Cell Biol.、Genome Biol., Nat. Commun.等杂志审稿人,BMC Bioinfor.杂志编委。主持和参与多个国家级科研项目,包括科技部重点研发青年项目、国家优青、面上、青年基金等。获得吴瑞奖学金、博新计划、上海市科技启明星等荣誉。担任上海市生物信息学会理事,青年委员会主任委员。
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支持扩展名:.rar .zip .doc .docx .pdf .jpg .png .jpeg研究方向为:
一、单细胞空间多组学增强、生成和功能解析智能算法
单细胞和空间多组学技术已经彻底改变了我们对复杂生物系统中细胞异质性的认识。然而,相应的分析目前面临着各种挑战,包括分辨率不足、基因覆盖范围有限、以及难以整合和生成异质性的多模态数据。为了解决这些问题,课题组开发了一系列智能算法。STRIDE(Nucleic Acids Res. 2022)和Cellist能够分别增强低分辨率和高分辨率的空间转录组数据信号,将其提升至单细胞精度。SCRIP(Nucleic Acids Res. 2022)和SCRIPro(Bioinform. 2024)利用单细胞和空间多组学数据构建基因调控网络。EvaCCI用于评估细胞间相互作用(Genome Biol. 2022),SCREE可分析多模态单细胞CRISPR筛选数据(Brief. Bioinformatics 2023)。这些算法提高了单细胞空间组学数据的可用性,并为单细胞时空多模态数据整合分析以及生理、病理状态的细胞计算拟合奠定了基础。
二、基于生成式人工智能和大规模时空多模态数据的细胞表型建模
多细胞系统中的细胞表型受到内在因素(如基因表达调控)和外在因素(如细胞间相互作用)的调控。课题组前期在小鼠及人类胚胎发育中的工作已经证明了内在表观遗传调控可以用来准确的预测细胞命运(Nature 2016; Nat. Cell Biol. 2018; CellStem Cell 2018, 2022; Cell Res. 2022)。目前,课题组正在开发基于大规模单细胞多模态数据预训练的生成式人工智能模型。这些模型旨在揭示细胞内多模态调控、细胞间相互作用等其他环境因素对细胞表型的影响。课题组开发了基于多对抗领域自适应网络的SELINA算法(Cell Rep. Methods., 2023),使用大规模预训练的人类单细胞RNA测序参考数据集自动注释细胞类型。我们希望利用生成式人工智能模型,深入了解驱动细胞表型的分子机制,并进一步指导和重塑这一转变过程。
三、复杂疾病微环境中细胞表型的多样性、可塑性和与个体表型的关联
癌症是免疫监视逃逸的结果,免疫抑制性肿瘤微环境对肿瘤的发展和治疗耐药性具有强烈影响。课题组基于深度生物信息学数据分析,结合单细胞时空多组学数据,研究内在基因表达调控和外在环境因素对肿瘤微环境中疾病相关细胞表型的影响,以及细胞表型和个体表型的关联,从而发展重塑肿瘤微环境的方法用于癌症治疗。课题组已经开发了一个全面的单细胞RNA测序数据资源TISCH (Nucleic Acids Res. 2021, 2023),用于分析肿瘤微环境中的基因表达和细胞类型组成。课题组也构建了全癌种的细胞表型图谱TabulaTIME(Nat. Cancer 2024),并发现广泛存在的调节肿瘤免疫的纤维化生态型。目前,课题组正在与肿瘤学家和免疫学家紧密合作,研究不同类型癌症中肿瘤微环境演变和免疫治疗耐药性的机制(Cell 2024; Nat. Genet. 2024; CancerImmunol. Res. 2023; Genome Med. 2023; EMBO J. 2023)。
代表文章:
#: 共同一作 *: 通讯作者
2024:
2023:
2022:
2016-2021:

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