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pseudotime-trajectory-viz

数据与分析

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更新于 10-15 16:44

技能介绍

用途:从单细胞 RNA 测序数据推断细胞发育/分化轨迹,计算表示分化进程的伪时间值,并将轨迹树、谱系分支与基因表达动态可视化,用于识别谱系特异性标记基因;输出面向发表级图表与可复核的分析结果。

主要能力:支持 diffusion、slingshot、paga、palantir 等轨迹推断方法;支持 umap、tsne、pca、diffmap 嵌入可视化;可指定根细胞或起始细胞类型、预期谱系分支数;可沿伪时间绘制指定基因表达趋势与热图;输出主轨迹图、伪时间分布、谱系树、基因趋势图,以及 cell 级 pseudotime_values.csv、lineage_assignments.csv 和 analysis_report.json。

使用方式:需 Python 3.9+ 及 scanpy、scvelo、palantir、scikit-learn、matplotlib、seaborn、pandas、numpy、anndata 等依赖(可选 rpy2 调用 R 的 slingshot)。先按 scanpy 流程完成归一化、log 转换、高变基因、PCA、邻居图、UMAP、leiden 聚类,再运行:python -m py_compile scripts/main.py 做语法校验;python scripts/main.py --help;基本分析:python scripts/main.py --input data.h5ad --output ./results;指定起点与方法:python scripts/main.py --input data.h5ad --start-cell stem_cell_cluster --method diffusion --output ./results。关键参数包括 --input(必填 .h5ad)、--embedding、--method、--start-cell、--start-cell-type、--n-lineages、--genes、--plot-genes、--format、--dpi、--n-pcs、--n-neighbors 等。

适用场景:单细胞发育轨迹推断、分化进程与谱系分支分析、命运偏倚与标记基因动态的可视化复核。

限制:需高质量且细胞类型覆盖良好的数据;假设分化是主要变异来源;细胞稀少的中转状态、环形或周期过程可能无法良好呈现;RNA velocity 需 AnnData layers 含 spliced/unspliced;输入假设已完成归一化与 log 转换;建议先校正批次效应与细胞周期影响;大规模数据(>5 万细胞)可能需要 16GB 以上内存;伪时间数值不应解读为绝对时间;建议用已知标记基因和多种方法交叉验证。