单细胞与空转(空间转录组)联合分析是一种强大的技术,它结合了单细胞RNA测序的高分辨率和空间转录组的空间信息,以揭示细胞类型的空间分布和基因表达模式。以下是一些常见的单细胞与空转联合分析方法的总结:
SPOTlight:
应用场景:空间分解。
算法:基于种子的非负矩阵因子分解回归(Seeded NMF regression)。
优点:跨多个组织的高精度。
缺点:没有将捕获的位置信息合并到模型空间分解中。
解卷积读取方式:抽取单细胞空间的矩阵和坐标信息。
开发背景:最初是为10X的Visium空间转录组学技术开发的。
图像处理:无。
RCTD:
应用场景:空间分解。
算法:泊松分布的最大似然估计(Poisson distribution with MLE)。
优点:系统地模拟平台效应。
缺点:假设平台效应在细胞类型之间共享,没有将捕获的位置信息合并到模型空间分解中。
解卷积读取方式:抽取单细胞空间的矩阵和坐标信息。
开发背景:基于Slide-seqV2的高灵敏度近单细胞精度的空间转录组学(10~20um)。
图像处理:无。
CRAD:
应用场景:空间分解。
算法:基于条件自回归的反卷积。
优点:考虑空间位置的临近关系,通过CAR模型解释跨空间位置的细胞类型组成的空间相关性;可以输入marker基因,CARD可以进行无细胞类型特异性参考矩阵的去卷积分析。
缺点:采用类似bulk的解卷积方法进行空间注释。
CellDART:
应用场景:空间分解。
算法:对抗性判别域适应(adversarial discriminative domain adaptation,ADDA)。
优点:用单细胞数据构建伪空间SPOT,伪SPOT与真实的SPOT构建神经网络,构建分类器。
缺点:特异性不够高。
解卷积读取方式:抽取单细胞空间的矩阵和坐标信息。
图像处理:无。
CellTrek:
应用场景:空间分解。
算法:将ST和scRNA-seq数据集成并共嵌入到共享特征空间中,使用ST数据训练多变量随机森林(RF)模型,以使用共享降维特征预测空间坐标。
优点:解卷积效果较好。
缺点:十分依赖数据的匹配程度。
解卷积读取方式:抽取单细胞空间的矩阵和坐标信息。
数据支持