重生之我在剑桥大学学习单细胞RNA-seq分析——8. scRNA-seq数据整合(3)

8.6 Harmony, 3’ vs 5’ 10k PBMC
使用harmony比任何其他方法都要快得多,并且在最近的标准测试中发现其表现相当好,还可以方便地与Seurat交互。让我们首先合并对象(不进行整合)。

> pbmc_harmony    <- merge(srat_3p,srat_5p)
Warning message:
In CheckDuplicateCellNames(object.list = objects) :
  Some cell names are duplicated across objects provided. Renaming to enforce unique cell names.

进行和以前一样的分析:

> pbmc_harmony <- NormalizeData(pbmc_harmony, verbose = F)
> pbmc_harmony <- FindVariableFeatures(pbmc_harmony, selection.method = "vst", nfeatures = 2000, verbose = F)
> pbmc_harmony <- ScaleData(pbmc_harmony, verbose = F)
> pbmc_harmony <- RunPCA(pbmc_harmony, npcs = 30, verbose = F)
> pbmc_harmony <- RunUMAP(pbmc_harmony, reduction = "pca", dims = 1:30, verbose = F)

再次绘制整合前的UMAP图:

> DimPlot(pbmc_harmony,reduction = "umap") + 
    plot_annotation(title = "10k 3' PBMC and 10k 5' PBMC cells, before integration")

在合并的Seurat对象上运行RunHarmony,使用orig.ident作为批处理:

> pbmc_harmony <- pbmc_harmony %>% RunHarmony("orig.ident", plot_convergence = T)
Harmony 1/10
Harmony 2/10
Harmony 3/10
Harmony 4/10
Harmony 5/10
Harmony converged after 5 iterations
Warning: Invalid name supplied, making object name syntactically valid. New object name is Seurat..ProjectDim.RNA.harmony; see ?make.names for more details on syntax validity

检查生成的降维结果:

> harmony_embeddings <- Embeddings(pbmc_harmony, 'harmony')
> harmony_embeddings[1:5, 1:5]
                      harmony_1 harmony_2 harmony_3  harmony_4 harmony_5
AAACCCACATAACTCG-1_1  -9.206607 -2.351619 -2.374652  -1.897186 -1.011885
AAACCCACATGTAACC-1_1   7.124223 21.600131 -0.292039   1.530283 -5.792142
AAACCCAGTGAGTCAG-1_1 -18.134725  3.405369  5.256459   4.220001  3.961466
AAACGAACAGTCAGTT-1_1 -18.103262 15.279955 12.301681 -18.115094 31.785955
AAACGAACATTCGGGC-1_1  11.097966 -2.330278 -2.723953   1.546468  1.552332

查看PCA图:

> p1 <- DimPlot(object = pbmc_harmony, reduction = "harmony", pt.size = .1, group.by = "orig.ident") + NoLegend()
> p2 <- VlnPlot(object = pbmc_harmony, features = "harmony_1", group.by = "orig.ident", pt.size = .1) + NoLegend()
> plot_grid(p1,p2)

进行UMAP和聚类:

> pbmc_harmony <- pbmc_harmony %>% 
    RunUMAP(reduction = "harmony", dims = 1:30, verbose = F) %>% 
    FindNeighbors(reduction = "harmony", k.param = 10, dims = 1:30) %>% 
    FindClusters() %>% 
    identity()

绘制与上章相似的UMAP图:

> pbmc_harmony <- SetIdent(pbmc_harmony,value = "orig.ident")
> DimPlot(pbmc_harmony,reduction = "umap") + 
    plot_annotation(title = "10k 3' PBMC and 10k 5' PBMC cells, after integration (Harmony)")
> DimPlot(pbmc_harmony, reduction = "umap", group.by = "orig.ident", pt.size = .1, split.by = 'orig.ident') + NoLegend()

harmony的结果看起来比Seurat的要差一点:

> pbmc_harmony <- SetIdent(pbmc_harmony,value = "seurat_clusters")
> DimPlot(pbmc_harmony,label = T) + NoLegend()

最后来看一下cluster内容:

> plot_integrated_clusters(pbmc_harmony)
> rm(pbmc_harmony)

Cluster及其内容与我们在Seurat整合后获得的结果非常相似。为了进行更详细的分析,需要进行细胞类型注释。
8.7 LIGER, 3’ vs 5’ 10k PBMC
与其他方法类似,我们创建一个统一的对象并对其进行标准化/HVG/scale。LIGER在scale时不会将数据中心化,因此ScaleData中指定了do.center选项。最后两个函数是使用orig.ident作为批处理变量运行rliger的包装器。

> pbmc_liger    <- merge(srat_3p,srat_5p)
> pbmc_liger    <- NormalizeData(pbmc_liger)
> pbmc_liger    <- FindVariableFeatures(pbmc_liger)
> pbmc_liger    <- ScaleData(pbmc_liger, split.by = "orig.ident", do.center = F)
> pbmc_liger    <- RunOptimizeALS(pbmc_liger, k = 30, lambda = 5, split.by = "orig.ident")
> pbmc_liger    <- RunQuantileNorm(pbmc_liger, split.by = "orig.ident")

可以选择在RunQuantileNorm之后执行Louvain聚类(FindNeighborsFindClusters),以将结果与之前的整合方法进行比较。这里使用相同的参数(k=10,Louvain聚类的默认分辨率)。

> pbmc_liger    <- FindNeighbors(pbmc_liger,reduction = "iNMF",k.param = 10,dims = 1:30)
> pbmc_liger    <- FindClusters(pbmc_liger)

和前面一样,我们进行降维并绘图:

> pbmc_liger    <- RunUMAP(pbmc_liger, dims = 1:ncol(pbmc_liger[["iNMF"]]), reduction = "iNMF", verbose = F)
> pbmc_liger    <- SetIdent(pbmc_liger,value = "orig.ident")
> DimPlot(pbmc_liger,reduction = "umap") + plot_annotation(title = "10k 3' PBMC and 10k 5' PBMC cells, after integration (LIGER)")
> DimPlot(pbmc_liger, reduction = "umap", group.by = "orig.ident", pt.size = .1, split.by = 'orig.ident') + NoLegend()

使用LIGER整合数据进行聚类似乎更加精细:

这些cluster看起来非常不同,并且每个cluster的分布似乎证实了这一点(两个cluster分别被认为是3'和5'数据集所特有的):

> plot_integrated_clusters(pbmc_liger)
> rm(pbmc_liger)
> rm(srat_3p)
> rm(srat_5p)

往期内容:
重生之我在剑桥大学学习单细胞RNA-seq分析——8. scRNA-seq数据整合(1)
重生之我在剑桥大学学习单细胞RNA-seq分析——8. scRNA-seq数据整合(2)

最后编辑于
©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 214,377评论 6 496
  • 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 91,390评论 3 389
  • 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 159,967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 57,344评论 1 288
  • 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 66,441评论 6 386
  • 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 50,492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 39,497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 38,274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 44,732评论 1 307
  • 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 37,008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 39,184评论 1 342
  • 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 34,837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 40,520评论 3 322
  • 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 31,156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 32,407评论 1 268
  • 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 47,056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 44,074评论 2 352