Seurat | 不同单细胞转录组的整合方法

2024-06-02 23:08

本文主要是介绍Seurat | 不同单细胞转录组的整合方法,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

一、涉及的新概念

mark

参考(reference):将跨个体,跨技术,跨模式产生的不同的单细胞数据整合后的数据集 。也就是将不同来源的数据集组合到同一空间(reference)中。 从广义上讲,在概念上类似于基因组DNA序列的参考装配。

查询(query):单个实验产生的数据集

转化学习(transfer learning):产生一个于参考数据集(reference)上进行训练的模型,可以将信息再重新投影到query datase上

锚定:由一组共同的分子特征定义的两个细胞(每个数据集一个),将对应关系表示锚定。将得到的一对细胞为锚点,它们编码的跨数据集的细胞关系,将构成所有后续整合分析的基础。

二、标准流程
安装数据集
library(Seurat)
library(SeuratData)
InstallData("panc8")

这里如果长时间下载不了,尝试以下的方法:

  • 可以在Rstudio的控制台看到下载链接,将它复制到本地下载:https://seurat.nygenome.org/src/contrib/panc8.SeuratData_3.0.2.tar.gz

    mark

  • 待下载完成,解压,将标注文件复制出来

    mark

  • 复制到R环境的库目录,比如我的是:E:\R\R-3.6.1\library\SeuratData\data

数据预处理
rm(list = ls())
options(stringsAsFactors = F)
library(Seurat)
library(SeuratData)
data("panc8")
pancreas.list <- SplitObject(panc8, split.by = "tech")
pancreas.list <- pancreas.list[c("celseq", "celseq2", "fluidigmc1", "smartseq2")]# 先对数据集进行归一化,并为每个识别位点确定可变特征。
# 特征选择方法使用variance stabilizing transformation ("vst")
for (i in 1:length(pancreas.list)) {pancreas.list[[i]] <- NormalizeData(pancreas.list[[i]], verbose = FALSE)pancreas.list[[i]] <- FindVariableFeatures(pancreas.list[[i]], selection.method = "vst", nfeatures = 2000, verbose = FALSE)
}
整合数据集
# 整合3种测序方法的胰岛细胞数据集
reference.list <- pancreas.list[c("celseq", "celseq2", "smartseq2")]
# 识别锚点
# 这里选的维度是30,作者建议可以在10-50间调试
pancreas.anchors <- FindIntegrationAnchors(object.list = reference.list, dims = 1:30)
# 进行数据集整合
# 已经整合后的表达矩阵存储在Assay中,未处理的表达举证在RNA对象中
pancreas.integrated <- IntegrateData(anchorset = pancreas.anchors, dims = 1:30)
可视化
library(ggplot2)
library(cowplot)
DefaultAssay(pancreas.integrated) <- "integrated"
pancreas.integrated <- ScaleData(pancreas.integrated, verbose = FALSE)
pancreas.integrated <- RunPCA(pancreas.integrated, npcs = 30, verbose = FALSE)
pancreas.integrated <- RunUMAP(pancreas.integrated, reduction = "pca", dims = 1:30)
p1 <- DimPlot(pancreas.integrated, reduction = "umap", group.by = "tech")
p2 <- DimPlot(pancreas.integrated, reduction = "umap", group.by = "celltype", label = TRUE, repel = TRUE) + NoLegend()
plot_grid(p1, p2)

mark

使用装配参考数据集进行细胞类型分类

mark

三、SCTransform 流程
rm(list = ls())
options(stringsAsFactors = F)
library(Seurat)
library(ggplot2)
options(future.globals.maxSize = 4000 * 1024^2)
data("panc8")
数据预处理
pancreas.list <- SplitObject(panc8, split.by = "tech")
pancreas.list <- pancreas.list[c("celseq", "celseq2", "fluidigmc1", "smartseq2")]# 对每个项目运行SCTransform
for (i in 1:length(pancreas.list)) {pancreas.list[[i]] <- SCTransform(pancreas.list[[i]], verbose = FALSE)
}# 接下来,为下游分析选择特征,运行 PrepSCTIntegration, 确保已计算出所有必要的Pearson
pancreas.features <- SelectIntegrationFeatures(object.list = pancreas.list, nfeatures = 3000)
pancreas.list <- PrepSCTIntegration(object.list = pancreas.list, anchor.features = pancreas.features, verbose = FALSE)
整合数据集
# 这里选择归一化方法为“SCT”,其他命令与标准化流程一样
pancreas.anchors <- FindIntegrationAnchors(object.list = pancreas.list, normalization.method = "SCT", anchor.features = pancreas.features, verbose = FALSE)
pancreas.integrated <- IntegrateData(anchorset = pancreas.anchors, normalization.method = "SCT", verbose = FALSE)
细胞分群
pancreas.integrated <- RunPCA(pancreas.integrated, verbose = FALSE)
pancreas.integrated <- RunUMAP(pancreas.integrated, dims = 1:30)
plots <- DimPlot(pancreas.integrated, group.by = c("tech", "celltype"), combine = FALSE)
plots <- lapply(X = plots, FUN = function(x) x + theme(legend.position = "top") + guides(color = guide_legend(nrow = 3, byrow = TRUE, override.aes = list(size = 3))))
CombinePlots(plots)

mark

四、使用另一个数据集来验证该流程
安装数据集
InstallData("pbmcsca")
数据预处理
data("pbmcsca")
pbmc.list <- SplitObject(pbmcsca, split.by = "Method")
for (i in names(pbmc.list)) {pbmc.list[[i]] <- SCTransform(pbmc.list[[i]], verbose = FALSE)
}
pbmc.features <- SelectIntegrationFeatures(object.list = pbmc.list, nfeatures = 3000)
pbmc.list <- PrepSCTIntegration(object.list = pbmc.list, anchor.features = pbmc.features)
pbmc.anchors <- FindIntegrationAnchors(object.list = pbmc.list, normalization.method = "SCT", anchor.features = pbmc.features)
pbmc.integrated <- IntegrateData(anchorset = pbmc.anchors, normalization.method = "SCT")pbmc.integrated <- RunPCA(object = pbmc.integrated, verbose = FALSE)
pbmc.integrated <- RunUMAP(object = pbmc.integrated, dims = 1:30)
plots <- DimPlot(pbmc.integrated, group.by = c("Method", "CellType"), combine = FALSE)
plots <- lapply(X = plots, FUN = function(x) x + theme(legend.position = "top") + guides(color = guide_legend(nrow = 4, byrow = TRUE, override.aes = list(size = 2.5))))
CombinePlots(plots)

mark

这篇关于Seurat | 不同单细胞转录组的整合方法的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1025346

相关文章

PHP轻松处理千万行数据的方法详解

《PHP轻松处理千万行数据的方法详解》说到处理大数据集,PHP通常不是第一个想到的语言,但如果你曾经需要处理数百万行数据而不让服务器崩溃或内存耗尽,你就会知道PHP用对了工具有多强大,下面小编就... 目录问题的本质php 中的数据流处理:为什么必不可少生成器:内存高效的迭代方式流量控制:避免系统过载一次性

python获取指定名字的程序的文件路径的两种方法

《python获取指定名字的程序的文件路径的两种方法》本文主要介绍了python获取指定名字的程序的文件路径的两种方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要... 最近在做项目,需要用到给定一个程序名字就可以自动获取到这个程序在Windows系统下的绝对路径,以下

JavaScript中的高级调试方法全攻略指南

《JavaScript中的高级调试方法全攻略指南》什么是高级JavaScript调试技巧,它比console.log有何优势,如何使用断点调试定位问题,通过本文,我们将深入解答这些问题,带您从理论到实... 目录观点与案例结合观点1观点2观点3观点4观点5高级调试技巧详解实战案例断点调试:定位变量错误性能分

Python中 try / except / else / finally 异常处理方法详解

《Python中try/except/else/finally异常处理方法详解》:本文主要介绍Python中try/except/else/finally异常处理方法的相关资料,涵... 目录1. 基本结构2. 各部分的作用tryexceptelsefinally3. 执行流程总结4. 常见用法(1)多个e

SpringBoot实现不同接口指定上传文件大小的具体步骤

《SpringBoot实现不同接口指定上传文件大小的具体步骤》:本文主要介绍在SpringBoot中通过自定义注解、AOP拦截和配置文件实现不同接口上传文件大小限制的方法,强调需设置全局阈值远大于... 目录一  springboot实现不同接口指定文件大小1.1 思路说明1.2 工程启动说明二 具体实施2

JavaScript中比较两个数组是否有相同元素(交集)的三种常用方法

《JavaScript中比较两个数组是否有相同元素(交集)的三种常用方法》:本文主要介绍JavaScript中比较两个数组是否有相同元素(交集)的三种常用方法,每种方法结合实例代码给大家介绍的非常... 目录引言:为什么"相等"判断如此重要?方法1:使用some()+includes()(适合小数组)方法2

504 Gateway Timeout网关超时的根源及完美解决方法

《504GatewayTimeout网关超时的根源及完美解决方法》在日常开发和运维过程中,504GatewayTimeout错误是常见的网络问题之一,尤其是在使用反向代理(如Nginx)或... 目录引言为什么会出现 504 错误?1. 探索 504 Gateway Timeout 错误的根源 1.1 后端

MySQL 表空却 ibd 文件过大的问题及解决方法

《MySQL表空却ibd文件过大的问题及解决方法》本文给大家介绍MySQL表空却ibd文件过大的问题及解决方法,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考... 目录一、问题背景:表空却 “吃满” 磁盘的怪事二、问题复现:一步步编程还原异常场景1. 准备测试源表与数据

python 线程池顺序执行的方法实现

《python线程池顺序执行的方法实现》在Python中,线程池默认是并发执行任务的,但若需要实现任务的顺序执行,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋... 目录方案一:强制单线程(伪顺序执行)方案二:按提交顺序获取结果方案三:任务间依赖控制方案四:队列顺序消

SpringBoot通过main方法启动web项目实践

《SpringBoot通过main方法启动web项目实践》SpringBoot通过SpringApplication.run()启动Web项目,自动推断应用类型,加载初始化器与监听器,配置Spring... 目录1. 启动入口:SpringApplication.run()2. SpringApplicat