The intricate interplay between host organisms and their gut microbiota has catalyzed research into the microbiome's role in disease, shedding light on novel aspects of disease pathogenesis. However, the mechanisms through which the microbiome exerts its influence on disease remain largely unclear. In this study, we first introduce a structural equation model to delineate the pathways connecting the microbiome, metabolome, and disease processes, utilizing a target multiview microbiome data. To mitigate the challenges posed by hidden confounders, we further propose an integrative approach that incorporates data from an external microbiome cohort. This method also supports the identification of disease-specific and microbiome-associated metabolites that are missing in the target cohort. We provide theoretical underpinnings for the estimations derived from our integrative approach, demonstrating estimation consistency and asymptotic normality. The effectiveness of our methodologies is validated through comprehensive simulation studies and an empirical application to inflammatory bowel disease, highlighting their potential to unravel the complex relationships between the microbiome, metabolome, and disease.


翻译:宿主生物体与其肠道微生物组之间的复杂相互作用推动了微生物组在疾病中作用的研究,揭示了疾病发病机制的新层面。然而,微生物组影响疾病的具体机制仍不清楚。在本研究中,我们首先引入一个结构方程模型,利用目标多视图微生物组数据来描绘连接微生物组、代谢组和疾病过程的通路。为缓解隐藏混杂因素带来的挑战,我们进一步提出了一种整合方法,该方法纳入外部微生物组队列的数据。该方法还能识别目标队列中缺失的疾病特异性及微生物组相关代谢物。我们为整合方法得到的估计提供了理论基础,证明了估计的一致性和渐近正态性。我们方法的有效性通过全面的模拟研究以及对炎症性肠病的实证应用得到验证,凸显了其在揭示微生物组、代谢组与疾病之间复杂关系的潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

Integration:Integration, the VLSI Journal。 Explanation:集成,VLSI杂志。 Publisher:Elsevier。 SIT:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/integration/
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
学习自然语言处理路线图
专知会员服务
140+阅读 · 2019年9月24日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2022年5月17日
Arxiv
10+阅读 · 2020年11月26日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:50
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:33
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员