HCA項(xiàng)目于2016年啟動，已經(jīng)對數(shù)億個單細(xì)胞進(jìn)行了分析，發(fā)表了約440項(xiàng)研究，建立了數(shù)十個濕實(shí)驗(yàn)室和計算程序。眾所周知，在研究人員收集單細(xì)胞數(shù)據(jù)并將其細(xì)化為細(xì)胞圖譜的過程中，一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)是對每種細(xì)胞類型進(jìn)行表征，標(biāo)記或注釋。這通常是一項(xiàng)非常耗時、繁重的任務(wù)。今年在《nature portfolio》雜志上發(fā)表了20多篇論文。這些論文突出了該項(xiàng)目在細(xì)胞命運(yùn)映射、數(shù)據(jù)整合和預(yù)測建模方面的成就。下面就2種重要的細(xì)胞類型注釋和鑒定方法進(jìn)行介紹：
PopV（popular Vote）
PopV工具將8個自動化的細(xì)胞類型注釋工具（random forest (RF), support vector machine (SVM), scANVI, OnClass, Celltypist，scVI，BBKNN和Scanorama）整合到一個平臺中，未來還支持添加更多工具。PopV可以通過對輸入的單細(xì)胞RNA測序數(shù)據(jù)的細(xì)胞“身份”進(jìn)行“投票”來鑒定細(xì)胞類型。對于任何給定的細(xì)胞，如果8個工具的注釋結(jié)果是一致，那么該數(shù)據(jù)的細(xì)胞類型就是確認(rèn)的，如果8個工具的投票結(jié)果有分歧，popV會給出“不確定性評分”，使用者可以通過該評分來判斷注釋結(jié)果的信任程度。除了8種不同的細(xì)胞類型注釋方法外，PopV還擁有一個大的數(shù)據(jù)集——Tabula Sapiens用來進(jìn)行訓(xùn)練，Tabula Sapiens是一個人類細(xì)胞圖譜，覆蓋了代表15個人24個器官的近50萬個細(xì)胞。研究人員在人類肺細(xì)胞圖譜數(shù)據(jù)庫中對PopV進(jìn)行了測試，結(jié)果顯示popV的預(yù)測與大多數(shù)注釋一致，并且比任何單一的計算注釋方法都更準(zhǔn)確。PopV也將被納入HCA細(xì)胞注釋平臺的用戶界面，在該界面中，科學(xué)家將能夠在分類細(xì)胞類型時查看popV的預(yù)測。
圖 用于自動化細(xì)胞格類型標(biāo)注的popV框架
SCimilarity
另一款用來檢測細(xì)胞“相似性”的工具SCimilarity也被開發(fā)出來。就像基因?qū)W家使用BLAST算法來尋找相關(guān)的基因序列一樣。SCimilarity 可以幫助研究人員“弄清楚兩個細(xì)胞是否相似。該工具開發(fā)人員給計算機(jī)輸入了5000萬個三聯(lián)細(xì)胞，其中每個三聯(lián)細(xì)胞包含兩個相似的細(xì)胞和一個異常的細(xì)胞，直到軟件學(xué)會區(qū)分匹配細(xì)胞類型的特征。每個細(xì)胞最初是由大約20000個人類基因的表達(dá)來定義的，但該程序?qū)⑦@些基因壓縮成128個關(guān)鍵特征來識別細(xì)胞，該數(shù)據(jù)庫涵蓋了近400個數(shù)據(jù)集的2300多萬個細(xì)胞，搜索只需幾秒鐘。為了測試相似性，研究人員尋找了含有與纖維化肺組織中發(fā)現(xiàn)的某些免疫細(xì)胞相似的細(xì)胞的數(shù)據(jù)集。通過對17項(xiàng)涉及近42,000個細(xì)胞的體外和體外研究的搜索，該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，在3D水凝膠系統(tǒng)中生長的用于制造血液干細(xì)胞白細(xì)胞與之相匹配。
圖 SCimilaruty工作流
參考文獻(xiàn)：
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