課前準備--低精度(visium)百分比矩陣矯正與細胞niche分析

作者,Evil Genius

針對低精度的visium數(shù)據(jù),大家分析細胞niche的結果還好么?

隨著分析的深入,大家還可以自我設置niche參數(shù)人為定義么?

對不起,大概率不行了,因為認識的加深,很多固有的多細胞niche(例如TLS),已經(jīng)成了共識,大家的分析,也要站在前人的基礎上進行分析了。

就像亞群的分析,對于成纖維細胞,也不可以再自己做一套新的了,也是要站在前人的肩膀上了,大家可以參考文章知識匯總--癌癥相關成纖維細胞的異質性與可塑性

四種常見的CAF相關腫瘤生態(tài)位
生態(tài)位 主要CAF亞型 特征標志與功能 臨床意義
1. 癌細胞旁 myCAF 分泌ECM(膠原、MMP)、表達TGFβ通路成分;常與M2型巨噬細胞、耗竭T細胞共定位 免疫排斥/抑制,預后差,對免疫檢查點抑制劑反應差
2. 腫瘤邊緣/血管旁 iCAF 表達補體、細胞因子(IL-6、IL-11、C3);靠近髓系細胞或內皮細胞 功能雙重:可促血管生成、免疫調節(jié);與預后好壞均有關聯(lián)
3. 三級淋巴結構(TLS) apCAF(抗原呈遞CAF) 表達MHC-II類分子;與TLS共定位,激活CD4+ T細胞或巨噬細胞 預后較好,增強免疫治療反應
4. 神經(jīng)旁生態(tài)位 神經(jīng)元相關CAF 癌細胞誘導神經(jīng)重編程,CAF與神經(jīng)元之間存在信號互作 去除腫瘤相關神經(jīng)元可改善治療反應

大家可以在這個基礎上進行更深度的挖掘,但是想要推翻之前的研究,不僅需要勇氣,更需要實力。

其實這就是風口的問題,站在風口,因為沒有什么借鑒,大家自己分析,邏輯合理即可;一旦風口停了或者風力小了,就要求大家研究的深度了。

那么回到細胞niche分析,之前的分析在細胞矩陣的基礎上都是可以直接聚類的,現(xiàn)在的話,也不太行了,原因很簡單,大家只要明白為什么單細胞基因矩陣不能直接聚類,而是要PCA/NMF + TSNE/UMAP,就能理解細胞矩陣也是需要提取特征的。

但是細胞矩陣又和基因矩陣有很大的差別,我們的細胞矩陣是百分比矩陣,不能參考單細胞基因矩陣那樣的處理,所以需要我們借助一些特殊的方法。

還有一個問題需要大家考慮,多樣本分析細胞niche需要批次矯正么?

如果聯(lián)合采用的是cell2location,并不是百分比矩陣,應該怎么優(yōu)化處理呢?

其中百分比矩陣存在的問題

成分數(shù)據(jù)具有"閉合性"(總和為常數(shù),如100%),這導致:1、成分數(shù)據(jù)具有"閉合性"(總和為常數(shù),如100%):偽相關性問題2、非歐幾里得幾何:成分空間是單形空間,不是歐幾里得空間,不能直接應用常規(guī)統(tǒng)計方法。

其中相對優(yōu)化、且有文章引用的方法有兩種,1、等距對數(shù)比變換 (Isometric Log-Ratio Transformation),是處理比例、百分比等相對組成數(shù)據(jù)的專業(yè)方法;2、借助NMF實現(xiàn)細胞特征提取 + 聚類。

我們來實現(xiàn)一下,首先是從cell2location豐度矩陣 → ILR轉換 → 聚類分析,R和python都來一遍,對于空轉,雙修偶幾乎是必然,而且python用的會更多一點。

首先是R

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