10X空間轉錄組細胞通訊之stlearn(尋找區域交流熱點中心)

hello,大家好,就在昨天(2021.5.10)李彥宏舉辦了第一屆生物計算大會,不知道大家聽了沒有,其實我認為最值得關注的一點就是同一樣本的多組學檢測,就是說同一樣本,同時檢測外顯子,轉錄組,ATAC,蛋白組等,才能真正解決生物學問題。這也是未來發展的趨勢,好了,我們開始今天的分享,10X空間轉錄組之區域交流中心。

其中關于10X空間轉錄組的細胞通訊分析,之前的文章都分享過,大家可以參考10X空間轉錄組做細胞通訊的打開方式空間通訊分析章節210X空間轉錄組通訊分析章節3,有關10X單細胞和10X空間轉錄組在細胞通訊分析上的差異,在文章10X空間轉錄組(10X單細胞)之論細胞通訊空間分布的重要性我也詳細介紹過,大家都可以參考,這這里就不再贅述,直接進入我們的主題,尋找10X空間轉錄組區域交流的熱點中心。

其實對于這個的問題,讀過我之前分享的文章應該都有所了解,就像人群一樣,不可能兩個人群都在進行很深的交流,而是形成了幾個人群,人群內部之間交流很多,群與群之間交流稀疏,如下圖

圖片.png

不同類型具有明顯的區域分布,而交流很明顯也有區域分布,習慣了10X單細胞分析結果的同學們,對于這樣的分布,不知道有什么想法,好了,開始我們今天的代碼分享。

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)

再次強調,10X空間轉錄組和10X單細胞做個性化分析必須先注釋,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

這個地方可見,細胞類型的空間分布是具有空間異質性的。10X單細胞是完全做不到的。

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)
圖片.png

我們所需要的就是尋找這樣的交流熱點中心,和熱點中心的細胞類型分布,這對于我們研究組織,了解疾病的發生和治愈,都具有非常大的價值,值得深入的挖掘。

A_1A.Nrg1_Erbb4.png

生活很好,等你超越

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