时空通讯分析导论

作者,追风少年i~

时间已经来到了2022年的下半页,单细胞空间的研究仍然在如火如荼地进行中,从上游的仪器制造,试剂研发,再到下游的数据分析,国内外都展开了激烈的竞争,足以说明了单细胞空间目前研究的巨大潜力和商业价值。无论是单细胞还是空间,国内都推出了国产平台,希望能在这场竞争中占据优势地位,但是10x也在不断地更新技术,保持产品的活力。对于科研者而言,单细胞级的精度与空间位置的识别仍然是生物学研究的利器,无论是发育还是疾病,时空状态的研究都不可或缺。

无论是单细胞还是空间转录组,最后分析的内容占据了很大的时间与精力,而其中细胞之间的相互作用(Cell-Cell Interaction,CCI)都是研究的重点,正常或者疾病的组织都是有机的统一体,细胞之间正确/错误的信号作用对整个组织都产生了巨大的影响,关于单细胞的通讯分析已经很透彻,本篇主要来研究时空通讯的分析内容。

时空区域通讯

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。其实也就是说,最开始的空间通讯研究,主要还是按照单细胞分析思路,分析clusters之间的通讯,所不同的是通讯会与空间信息关联,如下图:

图1 时空区域通讯

这种分析思路一开始占据了主流,但是随着研究的深入,研究者们发现区域通讯存在很大的误区,首先1、无法识别具体是哪种细胞类型起到关键的通讯作用,每个cluster都是多种细胞类型的混合体;2、空间样本的组织一般都是致密的,尤其在研究肿瘤的过程中发现了肿瘤边界的信号“开关”作用,进而推广到组织结构上的任何转换区域,都显示这种分析不够严谨,更多的是要研究组织结构的邻近区域内的通讯分析

虽然这种方法存在严重的缺陷,但是在最开始的分析思路中起到了探路的作用,尤其在展示分析得到的配受体空间分布的时候,启发了邻域通讯的想法。

时空邻域通讯

你可能感兴趣的:(时空通讯分析导论)