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bio-single-cell-trajectory-inference

数据与分析

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更新于 10-15 21:55

技能介绍

本技能用于从单细胞转录组快照中推断发育轨迹:先判定拓扑,再排序细胞并给出拟时序、命运概率或速率方向。资料强调一条原则——快照不是电影,所有方法都用转录组相似性替代时间邻接,只有当群体是真实连续谱且采样足够密集时结果才有意义。

主要能力与用法:Python侧用scanpy的PAGA与DPT、palantir、scvelo、cellrank;R侧用slingshot、monocle3、tradeSeq。流程通常是先用PAGA连通性判断是否存在连续谱,用threshold剪除弱边,再以init_pos='paga'生成保持全局拓扑的UMAP;确定拓扑后设adata.uns['iroot']锚定根细胞再跑DPT;分支处用Palantir输出pseudotime、entropy和branch_probs;CellRank 2用可插拔核(PseudotimeKernel、ConnectivityKernel等)构建有向转移矩阵,经GPCCA粗粒化为宏观状态并计算命运概率;RNA速率可走deterministic、stochastic或dynamical模式并检查velocity_confidence。

适用场景:线性或简单分支、树状、循环、断裂或未知拓扑的发育、分化、谱系命运研究;方法选择以拓扑为先,报告多方法一致性。

主要限制:拟时序只是几何量而非时钟,区间不等同真实时长;根细胞选择会翻转所有基因趋势,须用标志物、真实时间点或干性评分锚定;近分支处应给命运概率而非硬标签;单快照动力学形式上不可辨识,应把单方法结果当假设做交叉验证;RNA速率在成熟或非分裂体系中不可靠,且受定量工具内含子模型影响,方向需在至少两种定量器下稳定;CellRank结果依赖核质量,错误核会给出自信但错误的概率。