SuperAPI AI 工具集

scvelo

数据与分析

查看项目

更新于 10-15 20:29

技能介绍

用途:scVelo 通过建模 mRNA 剪接动力学,利用每个细胞中未剪接(前体 mRNA)与已剪接(成熟 mRNA)丰度的比例,判断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:支持随机、确定性和动力学三种速率模型;可计算速率图、潜在时间、速率伪时间、速率置信度与长度;进行驱动基因排序、相图绘制、PAGA 轨迹图以及 UMAP 上的速率箭头与流线可视化。动力学模型可估计转录率 fit_alpha、剪接率 fit_beta、降解率 fit_gamma 和拟合似然 fit_likelihood。

使用方式:需先准备包含 layers["spliced"] 与 layers["unspliced"] 的 AnnData 对象,可由 velocyto、STARsolo 或 kallisto|bustools 的 lamanno 模式生成。安装:pip install scvelo。典型流程为 filter_and_normalize、moments、velocity、velocity_graph,动力学模式还需 recover_dynamics,随后可运行 latent_time、rank_velocity_genes、velocity_confidence、velocity_pseudotime 和 paga。

适用场景:发育生物学中的造血、神经发生、上皮间质转化等过程;祖细胞与下游命运识别;为 Scanpy 的 UMAP 嵌入补充方向信息。

限制:需要未剪接读段覆盖,短读长(小于 100 bp)可能缺失内含子覆盖;建议至少 2000 个细胞;动力学模型计算量大,约 1 万细胞需 10 至 30 分钟;k 近邻带宽影响结果,过少噪声大、过多过度平滑;速率方向应与已知生物学一致,随机箭头提示参数或数据问题。文档见 https://scvelo.readthedocs.io/,GitHub 见 https://github.com/theislab/scvelo,论文为 Bergen et al. (2020) Nature Biotechnology,PMID: 32747759。