單細(xì)胞細(xì)胞注釋詳解之singleR細(xì)胞注釋

細(xì)胞注釋是單細(xì)胞研究中十分重要的環(huán)節(jié)，人工注釋需要借助文獻(xiàn)檢索或者結(jié)合常用的注釋數(shù)據(jù)庫來尋找marker基因，準(zhǔn)確性相對(duì)較好，但對(duì)于研究者研究背景的了解程度具有一定的要求，并且比較耗時(shí)。軟件自動(dòng)化注釋一般是使用軟件內(nèi)置參考數(shù)據(jù)集進(jìn)行注釋，操作相對(duì)簡單，雖然準(zhǔn)確性較人工注釋相對(duì)稍差，但可以作為一種很好的輔助注釋手段。

SingleR 是一個(gè)用于對(duì) scRNA-seq 數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)胞類型自動(dòng)注釋的 R 包，其自帶 7 個(gè)參考數(shù)據(jù)集，包括 5 個(gè)人類和 2 個(gè)小鼠數(shù)據(jù)集：

· BlueprintEncodeDataBlueprint (Martens and Stunnenberg 2013) and Encode (The ENCODE Project Consortium 2012) （人）；

·DatabaseImmuneCellExpressionDataThe Database for Immune Cell Expression(/eQTLs/Epigenomics)(Schmiedel et al. 2018)（人）；

·HumanPrimaryCellAtlasDatathe Human Primary Cell Atlas (Mabbott et al. 2013)（人）；

· MonacoImmuneDataMonaco Immune Cell Data - GSE107011 (Monaco et al. 2019)（人）

· NovershternHematopoieticDataNovershtern Hematopoietic Cell Data - GSE24759（人）

· ImmGenDatathe murine ImmGen (Heng et al. 2008) （鼠）

· MouseRNAseqDataa collection of mouse data sets downloaded from GEO (Benayoun et al. 2019).（鼠）

SingleR注釋結(jié)果展示

首先， 基于singleR參考細(xì)胞類型對(duì)實(shí)驗(yàn)樣本的每個(gè)細(xì)胞進(jìn)行評(píng)分，若細(xì)胞在一個(gè)參考細(xì)胞類型中的得分顯著高于其他標(biāo)簽，表示對(duì)應(yīng)的細(xì)胞類型可能性越大。結(jié)果由細(xì)胞評(píng)分熱圖展示，如下圖：

圖1：細(xì)胞評(píng)分熱圖

橫軸代表樣品中的每個(gè)細(xì)胞，縱軸為 Single R 參考細(xì)胞類型；黃色到藍(lán)色代表細(xì)胞評(píng)分逐漸降低，細(xì)胞在一個(gè)標(biāo)簽的得分越高，表示對(duì)應(yīng)的細(xì)胞類型可能性越大。

除了對(duì)每個(gè)細(xì)胞的所屬細(xì)胞類型進(jìn)行評(píng)分外，singleR還會(huì)對(duì)seuret聚類結(jié)果中每個(gè)cluster中各細(xì)胞類型比例進(jìn)行分析，評(píng)估每個(gè)cluster所屬的細(xì)胞類型。結(jié)果由細(xì)胞比例矩陣圖展示，如下圖：

圖2：細(xì)胞比例矩陣圖

縱軸為 Single R 參考細(xì)胞類型，橫坐標(biāo)為樣本 cluster，紅色越深細(xì)胞比例越高，表示該細(xì)胞類型在當(dāng)前cluster中的占比越高。

在得到每個(gè)細(xì)胞所屬細(xì)胞類型的評(píng)分以及每個(gè)cluster中的細(xì)胞比例， Single R會(huì)基于上述數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)胞類型注釋，并繪制細(xì)胞類型注釋結(jié)果的tSNE/UMAP圖。結(jié)果如下圖所示：

圖3：細(xì)胞分群 tSNE 圖

圖4：細(xì)胞分群 UMAP 圖

關(guān)于SBC中心實(shí)驗(yàn)室

SBC中心實(shí)驗(yàn)室聚焦單細(xì)胞、空間多組學(xué)前沿技術(shù)，圍繞基因組、表觀組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組和微生物組等多維組學(xué)研究，以國際一流水平的技術(shù)平臺(tái)，二十余年專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，打造創(chuàng)新產(chǎn)品服務(wù)體系，高效助力科學(xué)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)。中心始終以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，堅(jiān)持創(chuàng)新，服務(wù)國家重大戰(zhàn)略任務(wù)，推動(dòng)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用和帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。長期舉辦學(xué)術(shù)論壇、專題研討會(huì)、前沿技術(shù)培訓(xùn)，為數(shù)十家跨國制藥企業(yè)和上千家國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)、院校、醫(yī)院提供系統(tǒng)全面一站式的科研與轉(zhuǎn)化解決方案，日益發(fā)揮面向生物醫(yī)藥全行業(yè)功能效益和策源動(dòng)力。