6.19那天我在公粽號(hào)發(fā)布了創(chuàng)建空間&單細(xì)胞組學(xué)文獻(xiàn)學(xué)習(xí)小組的帖子，同時(shí)出了幾個(gè)思考題。因?yàn)槿藬?shù)有所控制，最終的小組成員只確定了9位，還有十多位聯(lián)系我的朋友，沒(méi)有趕上這次的班車，向你們表示歉意。以后如果有其他小組，我會(huì)再通知大家。學(xué)習(xí)小組的教程、視頻等等以后都會(huì)在公粽號(hào)發(fā)布，大家可以關(guān)注一下。
上周日，小組進(jìn)行了第1期分享，由TOP菌和Jeffery主講，分別介紹了：
- 2020年單細(xì)胞結(jié)合空間轉(zhuǎn)錄組研究PDAC腫瘤微環(huán)境的論文
- science最新發(fā)表的單細(xì)胞空間代謝組學(xué)技術(shù)
本篇推文是TOP菌文獻(xiàn)分享的文字版，視頻講解已在B站發(fā)布；
本期的第2篇推文是Jeffery文獻(xiàn)分享的文字版，轉(zhuǎn)載自他的公粽號(hào)：生信編程自修室
下面進(jìn)入文獻(xiàn)解讀
背景
這篇文章發(fā)表于2020年1月，是我能找到的最早的單細(xì)胞結(jié)合空轉(zhuǎn)文章。
文章的相關(guān)背景主要是3點(diǎn)：
- scRNA-seq在測(cè)序之前會(huì)進(jìn)行解離，損失了空間信息
- 結(jié)合原位雜交技術(shù)和scRNA-seq可以一定程度解決上述問(wèn)題，但I(xiàn)SH的限制也很明顯，只能捕獲少量的基因
- 早在2016年的時(shí)候，空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)誕生，但限制是缺少單細(xì)胞的分辨率
這篇文章結(jié)合scRNA-seq和空間轉(zhuǎn)錄組，兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，探究胰腺導(dǎo)管腺癌的腫瘤微環(huán)境
結(jié)果
1.鑒定細(xì)胞亞群
技術(shù)路線相對(duì)簡(jiǎn)單，早期的文章樣本量也不大，主要內(nèi)容都是基于兩個(gè)病人的樣本做的（配對(duì)樣本這一點(diǎn)比較稀缺）
先做了兩個(gè)病人的單細(xì)胞數(shù)據(jù)的分群注釋，然后看了一下A,B兩個(gè)病人亞群注釋結(jié)果的一致性。
仍然是通過(guò)推斷CNV的方法鑒定了惡性細(xì)胞，進(jìn)一步從CNV熱圖中看出A病人中存在兩組CNV差異明顯的細(xì)胞。
通過(guò)免疫熒光證實(shí)了A,B病人中腫瘤細(xì)胞的存在。
2.分析空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)
首先根據(jù)HE染色圖片將A,B病人的切片根據(jù)組織特征分區(qū)，從空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)也能看到一些與分區(qū)對(duì)應(yīng)的基因表達(dá)
僅從空轉(zhuǎn)表達(dá)數(shù)據(jù)，通過(guò)類似單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組的分析流程，也能看到幾群spot，且和基于組織切片的分區(qū)是一致的
3.MIA(多模態(tài)交集分析)
從原理上講，類似富集分析，并不復(fù)雜。
右邊的熱圖是一列一列來(lái)看的，紅色越深，表示這種細(xì)胞類型在這個(gè)region中越富集。
作者通過(guò)這個(gè)分析，發(fā)現(xiàn)A病人中，在cancer region除了富集到腫瘤細(xì)胞以外，還富集到成纖維細(xì)胞。
4.細(xì)胞小類的分析
這一部分用相同的套路分析了導(dǎo)管上皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、DC細(xì)胞。先分小類，再用MIA的方法看小類在region上面的富集情況。
5.在cancer region中，不同的腫瘤細(xì)胞是否會(huì)和不同的其它細(xì)胞類型存在共定位
額外取了A病人的兩個(gè)切片，在三個(gè)切片中進(jìn)一步細(xì)分了cancer region。三個(gè)切片都能看到cancer cluster1與成纖維細(xì)胞的共定位。
6.從細(xì)胞狀態(tài)的角度去聯(lián)系scRNA-seq和空轉(zhuǎn)
利用NMF從單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中得到了3個(gè)表達(dá)模塊，作者聚焦到了stress-response相關(guān)的模塊。
隨后根據(jù)stress-response模塊的表達(dá)，將cancer region的spot分成了高低兩組，兩組之間繼續(xù)進(jìn)行比較，找出high這組的高表達(dá)基因。很顯然，stress-response相關(guān)的基因已經(jīng)是差異基因了，為什么還要這樣做？這樣做的目的至少有兩個(gè)：
- 增加細(xì)胞數(shù)目
- 反映除了stress-response以外的其他特征
找出的這些基因代表了stress-response high的那些spot的區(qū)域特征，然后用MIA分析看stress-response high的區(qū)域會(huì)富集什么細(xì)胞，結(jié)果顯示iCAF(炎癥性成纖維細(xì)胞)會(huì)富集在這些區(qū)域。（上文有類似的結(jié)論，此處的結(jié)論是進(jìn)一步細(xì)化。）
TCGA的bulk樣本也驗(yàn)證了iCAF signature和stress-response module的相關(guān)性
免疫熒光也證實(shí)了這一結(jié)果。
文章還用不配對(duì)的黑色素瘤樣本，進(jìn)一步說(shuō)明了MIA分析的可應(yīng)用性。
總結(jié)
