论文

RegNetAgents:癌症基因组学中跨网络监管驱动因素识别的多代理框架

RegNetAgents: A Multi-Agent Framework for Cross-Network Regulatory Driver Identification in Cancer Genomics

应用与实践科学研究

摘要

我们推出了 RegNetAgents,这是一种面向人工智能的多代理框架,用于跨异构基因调控网络进行结构化、查询驱动的调控候选者识别。该系统通过将 TCGA 衍生的癌症网络与 GREmLN 项目的大规模单细胞调控网络相集成,能够对大块肿瘤和单细胞衍生的 ARACNe 网络进行统一分析。对于给定的焦点基因,该框架执行双网络分类、使用 OncoKB 注释的癌症基因过滤以及肿瘤衍生调控关系的作用模式 (MoA) 分配。根据跨网络的证据一致性对候选者进行排名(两者、仅 TCGA、仅 GREmLN)。该系统作为多代理 LangGraph DAG 工作流程实现,可通过统一的 Python API 和模型上下文协议 (MCP) 客户端进行访问,作为预先计算的监管网络上的下游分析层而不是网络推理方法运行。 RegNetAgents 在 11 个乳腺癌 (BRCA) 和 12 个结直肠癌 (COAD) 焦点基因中识别出显着富集 OncoKB 注释的癌症基因的候选调节因子。 TCGA 衍生的候选者显示出很强的富集(BRCA 的 Stouffer Z = 6.69,COAD 的 6.95),而 GREmLN 衍生的候选者也表现出显着的富集(BRCA 的 Z = 5.51,COAD 的 7.06;所有 p < 0.0001)。在管家或非驱动控制基因组中没有观察到富集,支持信号特异性。扩展模块能够对致癌潜力、成药性、临床相关性和网络脆弱性进行结构化评估,支持从候选识别到生物学假设生成的端到端解释。 RegNetAgents 建立了一个可解释的人工智能框架,用于癌症基因组学中的跨网络监管候选者识别。