7、Cell type annotation

原文链接Chapter 12 Cell type annotation

1、概述

  • straightforward annotation approach is to compare the single-cell expression profiles with previously annotated reference datasets.

  • 其中最关键的就是reference datasets参考数据
    关于参考数据,本质上就是sce对象,其中colData slot 含有cell type 的 label信息

  • 本文笔记主要基于SingleR包的注释方法,而且该包也内置了许多 reference data可供使用。

    SingleR 内置数据集概况

2、SingleR注释

(1)基本方法

#加载待注释sce
load("fluidigm.clust.RData")
fluidigm.clust

#准备合适的ref data
library(SingleR)
ref <- BlueprintEncodeData()
ref
pred <- SingleR(test=fluidigm.clust, ref=ref, labels=ref$label.main)
#pred <- SingleR(test=fluidigm.clust, ref=ref, labels=ref$label.fine)
table(pred$labels)
  • ref$label.fine provides more resolution at the cost of speed and increased ambiguity in the assignments.
    简单来说就是reflabel.main分得粗,reflabel.fine分得细
2-1
fluidigm.clust
colnames(colData(fluidigm.clust))
fluidigm.clust$celltype <- pred$labels
table(fluidigm.clust$celltype)
plotReducedDim(fluidigm.clust, dimred="UMAP", colour_by="celltype")
fluidigm.anno <- fluidigm.clust
save(fluidigm.anno,file = "fluidigm.anno.Rdata")

(2)visualization digonosis

  • heatmap
    每一列为细胞与细胞类型(行)的比对情况,列标注取比对值最高对应的细胞类型
plotScoreHeatmap(pred)
plotScoreHeatmap(pred)
  • jitter and violin plots
    showing assignment scores or related values for all cells across one or more labels.
sum(is.na(pred$pruned.labels)) 
#无 pruned cell
plotScoreDistribution(pred)
#black point for each cell
#grey area for cells that were assigned to the label.
#yellow area for other cells not assigned to the label.
plotScoreDistribution(pred)
  • 最后还可以比较下已知注释分类与singler预测分类的关系
tab <- table(Assigned=pred$pruned.labels, Cluster=fluidigm.clust$Cluster2)
tab
# Adding a pseudo-count of 10 to avoid strong color jumps with just 1 cell.
library(pheatmap)
pheatmap(log2(tab+10), color=colorRampPalette(c("white", "blue"))(101))

ref data from other source

  • 代表性的就是scRNAseq contains many single-cell datasets, many of which contain the authors’ manual annotations.可以用来当做ref data。
library(scRNAseq)
sceM <- MuraroPancreasData()
sceM
#此外要注意的是基因名为Ensemble ID
table(sceM$label)
sceM
  • 待分类数据
#ID转换:symbol→ensemble
library(AnnotationHub)
edb <- AnnotationHub()[["AH73881"]]
gene.symb <- sub("__chr.*$", "", rownames(sceG))
gene.ids <- mapIds(edb, keys=gene.symb, 
                   keytype="SYMBOL", column="GENEID")
keep <- !is.na(gene.ids) & !duplicated(gene.ids)
sceG <- sceG[keep,]
rownames(sceG) <- gene.ids[keep]
counts(sceG)[1:4,1:4]
sceG
  • 注释
pred.sceG <- SingleR(test=sceG, ref=sceM, 
                      labels=sceM$label, de.method="wilcox")
table(pred.sceG$labels)

3、其它注释方法

简单介绍,不再操作,详见原文

(1)Assigning cell labels from gene sets

  • A related strategy is to explicitly identify sets of marker genes that are highly expressed in each individual cell.
  • 简单来说是比较特定细胞代表基因特征与待分类sce的每一个细胞的表达概况的相似度,以AUC曲线为指标确定最符合的cell type

(2)Assigning cluster labels from markers

  • Yet another strategy for annotation is to perform a gene set enrichment analysis on the marker genes defining each cluster.
  • This identifies the pathways and processes that are (relatively) active in each cluster based on upregulation of the associated genes compared to other clusters.
  • 简单来说,就是对每个clust的marker基因进行go/kegg点的富集分析,通过对应结果的discription确定cell type

以上是第十二章Clustering部分的简单流程笔记,主要学习了基于SingleR的cell type注释方法。其它方式详见原文Chapter 12 Cell type annotation
本系列笔记基于OSCA全流程的大致流程梳理,详细原理可参考原文。如有错误,恳请指正!
此外还有刘小泽老师整理的全文翻译笔记,详见目录

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,752评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,100评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,244评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,099评论 1 286
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,210评论 6 385
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,307评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,346评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,133评论 0 269
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,546评论 1 306
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,849评论 2 328
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,019评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,702评论 4 337
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,331评论 3 319
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,030评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,260评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,871评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,898评论 2 351