hello，大家好，不知道大家五一過的怎么樣啊？肯定很開心吧，但是今天我們就要正式上班了，收收心，開始我們一天的工作。今天要給大家分享的是關于細胞通訊分析空間分布分析的重要性，我們先從10X單細胞分析細胞通訊這塊開始，慢慢介紹關于細胞通訊的空間認識。
其實關于10X單細胞做細胞通訊大家應該都做了很多了，也可以做出很多好看的分析圖，
圖片.png
但是不知道大家想過一些內在的問題沒有，這些問題我們來一一分享。
首先第一個問題，我們在衡量細胞通訊強度的時候，一般是用某一細胞類型表達配體或者受體基因水平的平均值，那么首先第一個問題，是否表達配體或者受體的細胞類型都參與了這次分析出來的通訊？？
很多軟件在挑選特異的配受體對，都是結合該細胞類型的高變基因，但是我們不要忘記了，10X單細胞矩陣是稀疏矩陣，即使是一個細胞群的高變基因，通常也不是該細胞類型百分之百表達該基因（也有可能是dropout的影響）那么注定部分該細胞類型的細胞是不可能參與到通訊的，但是為了完善起見，我們姑且做兩種假設：
第一種假設，兩種細胞類型所有的細胞都參與了細胞通訊，首先就是上面的悖論，存在某些細胞表達配體（受體）為0的現象，一旦平均明顯拉低了真實存在的細胞通訊強度；其次，假設所有細胞都或多或少的表達了配體（受體）基因，那么馬上就會有下一個問題，該細胞類型中每個細胞表達配體（受體）基因的水平是不一樣的，有的高，有的低，從這個方面講，兩種細胞類型之間的通訊強度不是均勻分布的，這個時候采用平均值作為通訊強度的標尺，明顯掩蓋了內部在進行通訊的強度分布差異，所以從這個角度看， 明顯不合理，但是呢，單細胞數據似乎也只能分析到這里，然后再加上表達配體（受體）基因的水平分布圖，一次來看一看哪部分通訊能力更強，總之取平均值的方式，存在很大的問題。
第二種假設，兩種細胞類型都有部分細胞參與了這次的通訊，當然，也可能是部分細胞參與了這次通訊對自身起了作用，個人非常傾向于這種可能，很明顯，all-in在任何情況下都是不明智的，即使是殺傷性的T細胞消滅異常的細胞， 也不可能將所有的效應T細胞全部派出執行殺傷性的任務，而這部分發生通訊作用的細胞，才是我們研究的關鍵，因為我們知道了部分細胞發生了通訊作用，但也僅僅是知道了，細胞類型之間的鄰域關系無從得知，比如T細胞接受了細胞因子的信號，決定對腫瘤細胞發動攻擊，可是我們卻無從得知該攻擊是否發生，效果如何，如果說接收了信號仍然在外部游離，那明顯，是無用信號，就像我叫你去吃飯，你知道了，但沒去吃。
圖片.png
接下來第二個問題，通訊顯著性的問題，我們對配受體對進行檢驗的時候一般采用置換檢驗，但是從生物學角度看，通訊的發生跟顯著不顯著沒有直接的關系，就像我們打電話一樣，是否起作用是看這通電話是否解決了問題，而不是所有人就我們兩個打電話了，由此判斷起了作用，這明顯是不對的。那么，如何衡量呢？其實我之前分享了很多文章，越來越多的軟件指向通訊網絡的構建，如10X單細胞（10X空間轉錄組）通訊分析之CytoTalk（從頭構建信號轉導網絡 ）、10X單細胞（10X空間轉錄組）通訊分析之NicheNet,通過上下游基因的相關通路變化，來判斷通訊是否有作用，這個角度更加合理，但同時也帶來了新的問題，難道細胞接受了信號空間位置一動不動？？？t細胞接受了細胞因子的信號仍然停留在原地？？？可見，通訊通訊，還是要看結果是否解決問題。
圖片.png
第三個問題，強度的問題，這個問題和第一個問題有所不同，舉一個簡單的例子，叫你起床，針扎你一下，立馬就清醒了，可是如果口頭叫你，好幾遍可能都不起作用，這就是強度帶來的問題，兩個配受體對，在表達水平一致的情況下，引起的效果卻大不相同，配受體表達水平低并不意味著效果不明顯，配受體表達水平高也不見得效果就好，其實用生信的角度來看，就是在做細胞通訊的時候，是用均一化的矩陣，還是scale的矩陣，關于這個問題，在我分享的文章10X單細胞之細胞通訊篇章-----Connectome、10X單細胞通訊分析之ICELLNET提到過這個問題，目前還沒有定論，不過個人傾向于Scale后的矩陣，原因我在上述文章都做過注釋，大家不妨看一下，當然這個問題，還需要進一步的研討。
圖片.png
其實說了這么多，細胞通訊重要的問題，單細胞卻無法回答，那就是有通訊作用的細胞的位置分布和形態學上的相互關系。如下圖
18814178-45d4d8596cdd0900.png
通訊的區域分布，會集中在集中中心，而中心的位置才是交流最密集的地方，也是形態學上實現“目標”的地方，我們往往忽略了這個信息，需要我們重視起來了。而從空間上研究通訊的分布，上面的三個問題，將不再是問題。
我們不能脫離了細胞位置的分布和形態學結構，空談細胞之間的相互聯系，我們更要知道細胞通訊是否會起作用，時空上都要知道，單細胞技術是很強大，但也不是萬能的，如果光從單細胞來看待所有問題， 我們需要學習的還有很多。
生活很好，有你更好
