Xenofilter：マウスとヒト読み取りの計算デコンボリューション腫瘍異種移植シーケンスデータ

背景：（患者由来）腫瘍（PDX）または腫瘍細胞株のマウス異種移植片は、癌のさまざまな生物学的および前臨床的側面を研究するためのモデルとして広く使用されています。ただし、RNAおよびDNAプロファイルの分析は困難です。これは、移植されたヒトがんからだけでなく、マウスの宿主からも読み取られるためです。マウス起源の読み取りは、DNAサンプルの突然変異分析に誤検知をもたらし、RNAの配列決定時に遺伝子発現レベルを不明瞭にします。ただし、現在利用可能なアルゴリズムは限られており、精度と使いやすさの改善が必要です。 結果：Rパッケージゼノフィルターを開発しました。これは、シーケンス読み取りと参照ゲノム間の編集距離に基づいて、マウスをヒト配列読み取りから分離しました。Xenofilterの精度を評価するために、マウスとヒトDNA配列データのシリコ混合により配列データを生成しました。これらの分析により、Xenofilterは、ヒトシーケンスを保持しながら、マウス起源のシーケンス読み取りの99.9％以上を除去することが明らかになりました。これにより、正確なバリアント対立遺伝子頻度を持つ異種移植サンプルの突然変異解析が可能になり、すべての非同義性体性腫瘍変異を回収しました。 結論：xenofilterは、マウスとヒト起源からRNAとDNA配列を正確に分析し、それにより現在利用可能なツールを上回ります。xenofilterはオープンソースで、https：//github.com/peeperlab/xenofilterで入手できます。

BACKGROUND: Mouse xenografts from (patient-derived) tumors (PDX) or tumor cell lines are widely used as models to study various biological and preclinical aspects of cancer. However, analyses of their RNA and DNA profiles are challenging, because they comprise reads not only from the grafted human cancer but also from the murine host. The reads of murine origin result in false positives in mutation analysis of DNA samples and obscure gene expression levels when sequencing RNA. However, currently available algorithms are limited and improvements in accuracy and ease of use are necessary. RESULTS: We developed the R-package XenofilteR, which separates mouse from human sequence reads based on the edit-distance between a sequence read and reference genome. To assess the accuracy of XenofilteR, we generated sequence data by in silico mixing of mouse and human DNA sequence data. These analyses revealed that XenofilteR removes > 99.9% of sequence reads of mouse origin while retaining human sequences. This allowed for mutation analysis of xenograft samples with accurate variant allele frequencies, and retrieved all non-synonymous somatic tumor mutations. CONCLUSIONS: XenofilteR accurately dissects RNA and DNA sequences from mouse and human origin, thereby outperforming currently available tools. XenofilteR is open source and available at https://github.com/PeeperLab/XenofilteR .