1.聚類分析

• 獲得每張芯片的基因表達矩陣後,使用Seurat軟件進行矩陣統計、細胞聚類、篩選Marker基因等分析U8国际·[中国区]有限公司官网U8国际·[China]有限公司官网DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网。

• 1.1矩陣統計

  取bin统计基因表达矩阵中 nCount（transcript数）和 nFeature（基因数）PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，并在样品切片组织的空间位置中进行展示杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台，结果如下：
  
  基因表達矩陣統計

• 1.2細胞聚類

  通過基因的表達矩陣球友直播-足球篮球体育直播平台，首先對矩陣數據使用PCA進行降維處理杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站，之後使用UMAP算法進行細胞聚類球友直播-足球篮球体育直播平台login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版，並將細胞類群的每個細胞在樣品組織切片的空間位置中進行展示DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网U8国际·[China]有限公司官网login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台，結果如下：
  

• 1.3Marker基因

  通過Seurat軟件分別計算每一類細胞與其他類群的差異表達基因PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMEU8国际·[China]有限公司官网，對得到的Marker基因杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网，統計其在不同細胞類群中的表達情況杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版，使用空間熱圖、氣泡圖和小提琴圖等方式進行可視化展示熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTS澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站，每個細胞類群中Top4基因的結果分別如下：
  

2.細胞定義

• 我们使用SingleR软件对Xenium细胞分群进行细胞类型鉴定澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站。SingleR基于已知细胞类型的参考数据集球友直播-足球篮球体育直播平台熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTSPA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，计算每个spot与参考数据的相关系数（Spearman）球友直播-足球篮球体育直播平台login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版，以相关系数的80分位数作为该细胞类型的评分PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMEU8国际·[China]有限公司官网熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTS，然后截取评分较高的细胞类型的参考数据集PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMEU8国际·[中国区]有限公司官网，不断重复上述过程对细胞类型标签进行微调（fine-tuning）熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTS杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版，直到只有一种细胞类型为止；在每次计算相关系数时U8国际·[China]有限公司官网PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，只选择所截取 参考数据集的高变基因；参考数据集选择HumanPrimaryCellAtlasData（人）或MouseRNAseqData（小鼠）熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTS杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站。
  細胞類型的鑒定是我們初步理解所研究樣本的細胞組成的分析方法澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网，更深入和准確的定義細胞類型則需要結合H&E染色圖片和從文獻查找感興趣的細胞類型的標記基因來判斷DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网U8国际·[中国区]有限公司官网。
  
  細胞類型UMAP展示
• 我們將細胞定義的結果映射到切片空間上：
  
  細胞類型空間展示

3.空間軌迹分析

• 我们使用Stlearn软件进行空间轨迹（spatial trajectory）分析DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网，该软件根据Xenium的空间距离DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版球友直播-足球篮球体育直播平台，组织形态和基因表达信息PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站，在空间中重建组织内的细胞类型演变（Spatial trajectory inference ） 过程DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMEU8国际·[中国区]有限公司官网，并且不仅可以推断细胞演化的轨迹曲线PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMElogin_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站，还可以研究不同演化阶段的细胞在空间上的分布球友直播-足球篮球体育直播平台。
  stLearn首先使用基于全组织均一化基因表达数据（利用邻域信息-空间位置和形态距离的均一化方法）的PAGA轨迹分析PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMEbeat365中文官方网站[官网]-正版App Store，用于发现亚群内的联系U8国际·[中国区]有限公司官网。然后PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTS，利用稳健的轨迹推断方法——扩散伪时间(diffusion pseudotime U8国际·[中国区]有限公司官网DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网，DPT)方法计算伪时间beat365中文官方网站[官网]-正版App StoreU8国际·[China]有限公司官网PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME。DPT方法使用类似随机游走的方法来测量细胞到细胞的转移U8国际·[中国区]有限公司官网。对于轨迹的方向beat365中文官方网站[官网]-正版App StoreDB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网，用户可以根据组织中正在研究的生物过程来定义根节点杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版。然后结合基因表达值和物理距离计算伪时空距离( pseudo-space-time distancebeat365中文官方网站[官网]-正版App Store杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTS，PSTD)DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMEU8国际·[中国区]有限公司官网。在此基础上熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTSPA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，构建有向图U8国际·[中国区]有限公司官网杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版，像monocle一样寻找分支的方法类似：利用有向最小生成树算法对图进行优化熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTSPA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，找出图中连接节点最短有根树和分支U8国际·[China]有限公司官网login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台beat365中文官方网站[官网]-正版App Store。

• 3.1細胞類群展示

  
  不同類群空間分布

• 3.2轨迹推断結果展示

  选定感兴趣的细胞类群login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台U8国际·[中国区]有限公司官网，根据人为指定的根节点进行整体的空间轨迹推断杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTS，得到的对应不同亚群之间的演化关系及其在空间位置上的迁移和变化熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTSU8国际·[中国区]有限公司官网澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站，此外还可以根据空间轨迹/树图得到不同分化分支上的高度相关基因（Transition markers）球友直播-足球篮球体育直播平台杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版。
  
  軌记蛴阎辈�-足球篮球体育直播平台澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站？臻g分布

4.細胞通訊分析

• 生物體中澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站U8国际·[中国区]有限公司官网beat365中文官方网站[官网]-正版App Store，細胞與細胞之間並不是獨立存在的球友直播-足球篮球体育直播平台U8国际·[中国区]有限公司官网，而且作爲一個整體U8国际·[中国区]有限公司官网，通過細胞之間的“信號”傳輸來達到細胞之間“溝通”的目的U8国际·[中国区]有限公司官网DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，細胞之間溝通的一種重要方式就是配體和受體的相互作用login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台，因而可以通過已知的配受體對在細胞內和細胞間的表達來評估細胞間的交流澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版，即細胞通訊login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台球友直播-足球篮球体育直播平台PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME。我們使用Stlearn進行細胞通訊分析beat365中文官方网站[官网]-正版App StoreU8国际·[China]有限公司官网，stLearn可以同時考慮細胞類型在空間上的距離熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTS杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站，以及受配體的表達情況推斷互作球友直播-足球篮球体育直播平台login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站。通過分析揭示兩個維度的信息PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，一是哪些空間區域發生了哪些受配體的互作DB娱乐官网入口(中国大陆)有限公司官网，二是哪些細胞類型發生了哪些受配體的互作杏鑫|杏鑫平台注册·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台。

• 4.1 Xenium空间网格化

  爲了提高運算效率U8国际·[中国区]有限公司官网PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，Stlearn對于Xenium進行網格化處理（分辨率越高就越能代表單個單元數據login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台U8国际·[China]有限公司官网，但計算時間越長）PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，並保存每個網格的細胞類群比例信息及占主導細胞類群的注釋澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站，隨後用該注釋的細胞類型執行受配體分析login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台U8国际·[中国区]有限公司官网。將每個位置的顯性細胞類群可視化的結果如下U8国际·[China]有限公司官网login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台熊猫体育【Panda】官方网站- Panda SPORTS，用以衡量網格化的分辨率是否合理：
  
  空間網格化有效性

• 4.2受配體分析

  Stlearn使用CellPhoneDB中零分布的方法統計鄰近細胞間或者細胞類型間受配體互作顯著性以及互作強度U8国际·[China]有限公司官网澳·门人威·尼·斯·娱·乐·(中国)集团娱乐官方网站。我們統計了兩兩細胞分群間的特異互作的配受體對U8国际·[China]有限公司官网，並對top的配受體對進行了詳細展示：
  
  top4受配體空間表達及細胞類群間展示