脚本更新--10X visium细胞共定位与临近性分析

作者,Evil Genius

这一节课我们来更新第六节课的代码。

大家要注意,“共定位”不完全等于“细胞互作”(Cell-cell Interaction)。共定位是互作发生的空间前提,它提供了细胞间“有机会对话”的证据。但要证明它们真的在“对话”,通常还需要结合配体-受体对(Ligand-Receptor)的表达分析。

共定位分析的生物学意义

量化指标:

基于比例的指标(如比值比 Odds Ratio):判断在某个空间单位(如Visium的一个spot)内,细胞A存在时,细胞B出现的概率,是否显著高于细胞A不存在时细胞B出现的概率。
基于距离的指标:计算两种细胞的空间距离分布,如果它们的实际距离显著小于随机期望,则说明存在共定位。
基于多元回归的指标(如mistyR):通过模型评估细胞B的丰度在多大程度上能被细胞A的丰度所解释,这种解释力(如贡献度R²)越高,说明两者的空间依赖性越强。

当然,我们在分析过程可以分析大类细胞类型的共定位,例如

大类的细胞共定位一般就是公司项目展示,或者有些培训的结果展示,但是没有达到项目分析的目的,真正的项目分析,需要我们做到多样本亚类vs亚类的多样本共定位比较分析。

光有结果还不行,还必须结合生物学进行解读,挖掘其中的生物学问题,更加考验个人能力了,而且这时候Ai没办法提供有效帮助。

我们来实现以下,先来大类的共定位,后面分析多样本亚类vs亚类的。

大类的共定位,数据格式

adata
AnnData object with n_obs × n_vars = 4113 × 17703
    obs: 'in_tissue', 'array_row', 'array_col', 'sample', 'n_genes_by_counts', 'log1p_n_genes_by_counts', 'total_counts', 'log1p_total_counts', 'pct_counts_in_top_50_genes', 'pct_counts_in_top_100_genes', 'pct_counts_in_top_200_genes', 'pct_counts_in_top_500_genes', 'mt_frac', 'celltype_niche', 'molecular_niche'
    var: 'gene_ids', 'feature_types', 'genome', 'SYMBOL', 'n_cells_by_counts', 'mean_counts', 'log1p_mean_counts', 'pct_dropout_by_counts', 'total_counts', 'log1p_total_counts', 'mt', 'rps', 'mrp', 'rpl', 'duplicated'
    uns: 'spatial'
    obsm: 'compositions', 'mt', 'spatial'
adata.obsm['compositions']
                           Adipo            CM      Endo       Fib  Lymphoid  ...   Myeloid  Neuronal        PC    prolif     vSMCs
AAACAAGTATCTCCCA-1  2.107631e-05  1.951450e-01  0.037791  0.563484  0.008058  ...  0.083479  0.072724  0.006092  0.019511  0.013270
AAACAATCTACTAGCA-1  1.188437e-05  2.041634e-06  0.098946  0.765965  0.007576  ...  0.078732  0.002379  0.015299  0.028458  0.000600
AAACACCAATAACTGC-1  1.838391e-05  8.812308e-08  0.069911  0.502140  0.039207  ...  0.273766  0.000020  0.038670  0.000942  0.000059
AAACAGAGCGACTCCT-1  3.114097e-03  2.159587e-01  0.213653  0.230822  0.016849  ...  0.099339  0.052346  0.092069  0.071544  0.004137
AAACAGCTTTCAGAAG-1  2.983595e-04  1.267548e-05  0.076673  0.816055  0.011416  ...  0.075597  0.000312  0.003877  0.015338  0.000239
...                          ...           ...       ...       ...       ...  ...       ...       ...       ...       ...       ...
TTGTTTCACATCCAGG-1  6.959537e-06  4.421105e-04  0.041338  0.655764  0.000937  ...  0.267563  0.000774  0.031481  0.000603  0.001043
TTGTTTCATTAGTCTA-1  1.559013e-07  3.313197e-07  0.003303  0.775004  0.000081  ...  0.107446  0.000009  0.083642  0.000060  0.030448
TTGTTTCCATACAACT-1  1.143080e-03  1.976377e-02  0.024830  0.717483  0.049930  ...  0.113926  0.000968  0.025508  0.046201  0.000155
TTGTTTGTATTACACG-1  3.129225e-07  8.639157e-03  0.002634  0.557810  0.005110  ...  0.420333  0.000051  0.005335  0.000073  0.000013
TTGTTTGTGTAAATTC-1  1.768438e-05  1.498564e-03  0.004997  0.888998  0.000322  ...  0.061898  0.000160  0.006080  0.005161  0.012245

[4113 rows x 11 columns]

实现的脚本

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