論文の概要: Predicting Potential Drug Targets Using Tensor Factorisation and
Knowledge Graph Embeddings
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.10578v1
- Date: Thu, 20 May 2021 16:19:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-05-29 18:57:32.451256
- Title: Predicting Potential Drug Targets Using Tensor Factorisation and
Knowledge Graph Embeddings
- Title(参考訳): テンソル因子化と知識グラフ埋め込みを用いた薬物標的予測
- Authors: Cheng Ye, Rowan Swiers, Stephen Bonner, Ian Barrett
- Abstract要約: 我々は、病気の潜在的な薬物標的(遺伝子またはタンパク質)を予測するための新しいテンソル分解モデルを開発した。
薬物発見指向の知識グラフから得られた遺伝子表現を用いてデータを豊かにし,提案手法を適用し,未確認ターゲットと解離ペアの臨床的結果を予測する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.415977307120617
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The drug discovery and development process is a long and expensive one,
costing over 1 billion USD on average per drug and taking 10-15 years. To
reduce the high levels of attrition throughout the process, there has been a
growing interest in applying machine learning methodologies to various stages
of drug discovery process in the recent decade, including at the earliest stage
- identification of druggable disease genes. In this paper, we have developed a
new tensor factorisation model to predict potential drug targets (i.e.,genes or
proteins) for diseases. We created a three dimensional tensor which consists of
1,048 targets, 860 diseases and 230,011 evidence attributes and clinical
outcomes connecting them, using data extracted from the Open Targets and
PharmaProjects databases. We enriched the data with gene representations
learned from a drug discovery-oriented knowledge graph and applied our proposed
method to predict the clinical outcomes for unseen target and dis-ease pairs.
We designed three evaluation strategies to measure the prediction performance
and benchmarked several commonly used machine learning classifiers together
with matrix and tensor factorisation methods. The result shows that
incorporating knowledge graph embeddings significantly improves the prediction
accuracy and that training tensor factorisation alongside a dense neural
network outperforms other methods. In summary, our framework combines two
actively studied machine learning approaches to disease target identification,
tensor factorisation and knowledge graph representation learning, which could
be a promising avenue for further exploration in data-driven drug discovery.
- Abstract(参考訳): 薬の発見と開発プロセスは長く高価なプロセスであり、1薬当たり平均で10億米ドル以上かかり、10~15年かかる。
近年,創薬過程の様々な段階に機械学習手法を適用することへの関心が高まっており,その最初期の段階である創薬性疾患遺伝子の同定などが行われている。
本稿では,疾患に対する薬物標的(遺伝子やタンパク質)を予測するための新しいテンソル因子化モデルを開発した。
我々は,オープンターゲットと薬局データベースから抽出したデータを用いて,1,048 のターゲット 860 の疾患と 230,011 のエビデンス属性と臨床結果からなる三次元テンソルを作成した。
薬物発見指向の知識グラフから得られた遺伝子表現を用いてデータを豊かにし,提案手法を適用し,未確認ターゲットと解離ペアの臨床結果を予測する。
予測性能を評価するための3つの評価戦略を設計し、一般的な機械学習分類器を行列およびテンソル分解法とともにベンチマークした。
その結果,知識グラフ埋め込みを組み込むことで予測精度が大幅に向上し,密集したニューラルネットワークとともにテンソル分解のトレーニングが他の手法を上回ることがわかった。
まとめると、このフレームワークは病気ターゲット識別のための機械学習アプローチであるテンソル分解とナレッジグラフ表現学習の2つを積極的に研究している。
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