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omicverse-single-cell-cellrank-fate

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更新于 10-16 09:47

技能介绍

用途:在已包含 RNA 速度的单细胞 AnnData(adata.layers['velocity']、adata.uns['velocity_graph'])上生成命运图谱,包括终末状态归类、逐细胞命运概率以及按分支的标记基因动态。本技能不计算 RNA 速度本身。

主要能力:把 CellRank 的 VelocityKernel 与 ConnectivityKernel 混合成转移矩阵(惯用 0.8vk + 0.2ck),用 GPCCA 估计器先算宏观状态再预测终末状态,并把命运概率写入 adata.obs 用于绘图;OmicVerse 侧提供 trajectory、trajectory_overlay、branch_streamplot、embedding、dynamic_features、dynamic_trends、dynamic_heatmap 等可视化与基因趋势分析,gene 趋势后端与其他轨迹方法共用。

使用方式:需先 pip install cellrank,并准备 adata.layers['Ms'](scvelo 平滑拼接层)、velocity_pseudotime(或 development_pseudotime)、clusters 等列以及嵌入。典型流程为:vk = cr.kernels.VelocityKernel(adata).compute_transition_matrix();ck = cr.kernels.ConnectivityKernel(adata).compute_transition_matrix();kernel = 0.8 * vk + 0.2 * ck;g = cr.estimators.GPCCA(kernel);g.compute_macrostates(n_states=6, cluster_key='clusters');g.predict_terminal_states(n_states=4);再取 g.fate_probabilities 中某一终末列写入 obs 并绘图;动态分析用 ov.single.dynamic_features(..., layer='Ms'),绘图用 ov.pl.dynamic_trends / dynamic_heatmap。

适用场景:胰腺内分泌发生等速度已算好的数据集,支持按命运概率过滤后做单命运趋势,或按 groupby/groups 加 split_time、shared_trunk 做分支比较,也可生成多模块标记基因动态热图。

限制:仅记录 GPCCA,不涵盖 CFLARE、Schur 等其他估计器;RNA 速度计算、嵌入构建、VIA/Monocle/diffusion/slingshot/palantir/scTour 属于其它技能;n_states 与核权重需按数据选择,终末状态不应包含明显主干群,命运概率应按行归一化,层务必用 Ms 而非 spliced 或 velocity。