空间通讯分析章节2

细胞通讯根据不同细胞群、不同空间区域基因表达的特征,分析两者之间特异的配受体对,以此来代表细胞类型或者空间区域之间的通讯。空间转录组配受体(Spatial Transcriptomics Ligand-Receptor)分析,可以从空间转录组数据中分析配受体对的空间分布特征,揭示细胞之间在空间区域的相互交流,最终研究不同细胞类型之间的空间调控网络。

详细的概念我们就不在多说,我们在分析一下空间通讯的该如何使用。

首先是我们常用的软件cellphoneDB

目前引用率最高的软件,单细胞分析细胞类型通讯的“神器”,当然,运用到空间,则是不同区域之间的通讯交流,我们以10X官网数据为例展示。首先是对空间数据聚类后的cluster之间的通讯分析,也就是不同区域的通讯分析,如下图:

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图上展示的是一些配受体对在各个cluster之间的交流,这里再强调一下,这里的通讯指的是不同cluster(空间区域)的通讯细胞通讯最好还是要进行注释,方法的运用要结合我们的数据实际情况。
接下来是分析2,通讯热图:
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通讯热图告诉我们的是,不同处理之间通讯强度的变化,这里我们需要注意,都是进行注释过才有的结果,运用到空间,我们可以注释为组织区域,查看不同区域在不同处理之后通讯发生的变化。
分析3,特异配受体的空间位置分布(下面为一个例子):
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从图上看,配体CD74的表达主要集中在正常组织区域。然而接收信号的受体表达确实整个区域,说明肿瘤区域和正常区域一样,接受正常区域表达CD74传递的信号,但是肿瘤区域本身却不表达CD74,不主动传递CD74_COPA的信号,这个配受体对主要是用来调节蛋白分子的活性,而CD74对于肿瘤的研究也特别重要,大家可以查一下,并且运用相同的方法到自己的数据中。
分析点4,细胞通讯的方向性:
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图上展示的是通讯的方向性,各个方向,也就是同一区域对组织的其他区域的通讯能力是不一样的,再结合形态学的特征,可以从中挖掘出很有意思的东西,以上图为例,肿瘤区域内部的交流明显高于肿瘤和正常区域之间的交流,这些交流的特点,分布,是否具有一致性,等等等等,可以延伸出很多需要分析的地方。
今天我们就不过多赘述分析方法和结论,大家要结合自己的实例问题具体分析。

接下来是空间通讯分析的软件stlearn

很多人问我说这个软件该怎么用,我只能说,大家的生信水平提升的空间很大。
stLearn是专门用于分析空间通讯的一种方法,可以将细胞类型的空间分布和配受体对(L-R : Ligand-Receptor)相互结合起来,寻找配受体对“交流”的区域特异性。该软件引入了三种主要的分析模式,结合空间位置、组织形态学和基因表达,从而回答关于细胞类型在空间上的分布,不同细胞类型之间的空间关系和细胞-细胞相互“交流”等重要生物学问题[2],利用stlearn的CCI算法可以找到与区域高度相关的L-R对及其临近空间区域的相互作用。

细胞-细胞相互作用(CCI)分析包括:
a) 在邻近点之间发现配受体共表达情况,Cell-cell interactions(CCI);
b) CCI和细胞类型多样性度量相结合,确定那些既多样又具有高L-R共同表达的区域。

一句话, 细胞通讯具有区域性,越临近,交流的可能性越高,反过来,配受体表达的细胞越是靠近,发生交流的可能性就越高。


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图上明显可以看出交流的区域性,但再强调一遍,最好先进行注释,结合形态学,挖掘生物学问题的根源。
方法都是死的,如何灵活运用,就要靠我们自己了。

过年了,牛年的大家有什么愿望呢?也许你还在为毕业奋斗,也许你不能回家和家人团聚,也许你为了对象不顾一切,但是,以诚心待人待事,与人方便,就是与己方便,我们就像是一个整体,也许未曾谋面,但是却在相互影响,当身边的人感觉都很好,那么,你离成功就已经不远了。


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