10X空间转录组细胞通讯之stlearn(寻找区域交流热点中心)

hello,大家好,就在昨天(2021.5.10)李彦宏举办了第一届生物计算大会,不知道大家听了没有,其实我认为最值得关注的一点就是同一样本的多组学检测,就是说同一样本,同时检测外显子,转录组,ATAC,蛋白组等,才能真正解决生物学问题。这也是未来发展的趋势,好了,我们开始今天的分享,10X空间转录组之区域交流中心。

其中关于10X空间转录组的细胞通讯分析,之前的文章都分享过,大家可以参考10X空间转录组做细胞通讯的打开方式空间通讯分析章节210X空间转录组通讯分析章节3,有关10X单细胞和10X空间转录组在细胞通讯分析上的差异,在文章10X空间转录组(10X单细胞)之论细胞通讯空间分布的重要性我也详细介绍过,大家都可以参考,这这里就不再赘述,直接进入我们的主题,寻找10X空间转录组区域交流的热点中心。

其实对于这个的问题,读过我之前分享的文章应该都有所了解,就像人群一样,不可能两个人群都在进行很深的交流,而是形成了几个人群,人群内部之间交流很多,群与群之间交流稀疏,如下图

图片.png

不同类型具有明显的区域分布,而交流很明显也有区域分布,习惯了10X单细胞分析结果的同学们,对于这样的分布,不知道有什么想法,好了,开始我们今天的代码分享。

stLearn Cell-cell interaction analysis

1. Data loading and preprocessing

import stlearn as st
import pandas as pd
import random
st.settings.set_figure_params(dpi=100)
# read in visium dataset downloaded from: support.10xgenomics.com/spatial-gene-expression/datasets/1.0.0/V1_Breast_Cancer_Block_A_Section_2
data = st.Read10X("[PATH_TO_DATASET]")
# st.add.image(adata=data, imgpath="C:\\Users\\uqjxu8\\GIH\\Bioinformatics\\SPA\\Data\\visium\\Human_Breast_Cancer_Block_A_Section_1\\spatial\\tissue_hires_nobg.png",
#             library_id="V1_Breast_Cancer_Block_A_Section_1",visium=True)
# preprocessing
st.pp.filter_genes(data,min_cells=3)
st.pp.normalize_total(data)
st.pp.scale(data)

2. Count cell type diversity (between-spots)

再次强调,10X空间转录组和10X单细胞做个性化分析必须先注释,不然都是耍流氓

Read in the cell type predictions for each spot from Seurat label transfer results based on a labelled scRNA dataset

st.add.labels(data, 'tutorials/label_transfer_bc.csv', sep='\t')
st.pl.cluster_plot(data,use_label="predictions")
../_images/tutorials_stLearn-CCI_4_1.png

Count cell type diversity for between-spot mode

st.tl.cci.het.count(data, use_label='label_transfer')
st.pl.het_plot(data, use_het='cci_het')
A_1A.Celltype.diversity.png

这个地方可见,细胞类型的空间分布是具有空间异质性的。10X单细胞是完全做不到的。

3. Ligand-receptor co-expression (between-spots)

Read in user input LR pair

data.uns["lr"] = ['IL34_CSF1R']

Ligand-receptor co-expression in the neighbouring spots

st.tl.cci.lr(adata=data)
st.pl.het_plot(data, use_het='cci_lr', image_alpha=0.7)
图片.png

我们所需要的就是寻找这样的交流热点中心,和热点中心的细胞类型分布,这对于我们研究组织,了解疾病的发生和治愈,都具有非常大的价值,值得深入的挖掘。

A_1A.Nrg1_Erbb4.png

生活很好,等你超越

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