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alterlab-scvelo

数据与分析

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更新于 10-15 19:56

技能介绍

用途:对单细胞 RNA 测序数据执行 RNA 速率分析,利用未剪接(pre-mRNA)与剪接(成熟 mRNA)丰度比,判断每个细胞中基因处于上调还是下调状态,从而在无需时间序列数据的情况下重建发育轨迹、识别细胞命运决定。

主要能力:轨迹方向推断(快照数据);细胞命运预测,识别祖细胞及其下游命运;驱动基因识别,找出最能解释轨迹的基因动态;发育生物学建模,如造血、神经发生、上皮间质转化;基于剪接动态的潜在时间(伪时间)估计;为 Scanpy 的 UMAP 嵌入补充方向信息;PAGA 轨迹图及速率置信度、速率伪时间等分析。

使用方式:需计数矩阵同时包含未剪接与剪接 RNA,通常由 STARsolo、kallisto|bustools(lamanno 模式)、velocyto CLI(velocyto run10x / velocyto run)或 alevin-fry/simpleaf 生成,并存入 AnnData 的 layers["spliced"] 与 layers["unspliced"]。安装命令:uv pip install "scvelo==0.3.4"。典型流程为 filter_and_normalize → moments → velocity(stochastic 探索 / dynamical 推荐)→ velocity_graph → 可视化;动力学模式还可运行 recover_dynamics、latent_time、rank_velocity_genes、velocity_confidence、velocity_pseudotime、paga。若在 NumPy 2 下遇到 dtype 或标量赋值错误(常见于 stochastic 模式),可固定 numpy<2(如 numpy==1.26.4)后重跑,并通过对比随机与动力学模式、核对流线与已知生物学来检查结果是否静默失效。moments 会在缺失时内部运行 PCA 与 kNN 图,无需另行调用 sc.pp.neighbors。

适用场景:从快照数据推断分化方向、细胞命运预测、驱动基因发现、发育与分化过程建模,以及为 Scanpy 结果补充方向性。

限制:不负责 QC、归一化、PCA/UMAP、Leiden 聚类与标记基因(应使用 Scanpy 类技能);不负责 .h5ad 对象读写与层操作;不负责概率整合/批次校正;不负责从 FASTQ 生成剪接/未剪接计数层;不负责基因调控网络推断。官方注明该包目前仅做最低限度维护,发布说明停在 0.2.5,上游 CI 仍以 Python 3.9/3.10 为目标,依赖声明无上限,故建议在独立环境中固定 NumPy 版本安装,而非装入当前 scverse 技术栈。短读长(<100 bp)可能缺失内含子覆盖,细胞数建议至少 2000;动力学模型计算量大,约 1 万细胞需 10–30 分钟。文档、教程、GitHub 与论文等资源链接见官方资料。

说明:其余具体功能、收费、价格与平台信息暂未提供。