单细胞转录组分析通过对单个细胞进行RNA测序,揭示细胞异质性、鉴定细胞类型、发现新细胞亚群。
主要包括以下内容:
1. 数据预处理和质量控制
数据预处理:
- 去除低质量细胞(去除线粒体基因表达过高、基因检测数量过少/过多的细胞)
- 去除双细胞(Doublets)
- 归一化(Normalization):如log标准化、SCT(Seurat v3方法)
- 批次效应校正:如Harmony、MNN(Mutual Nearest Neighbors)
质量指标:
- 每个细胞的UMI数量
- 检测到的基因数量
- 线粒体/叶绿体基因比例
- 双细胞检测
2.降维与聚类
- 主成分分析(PCA)
降维
- t-SNE、UMAP
可视化
- K-means, Louvain, Leiden
细胞聚类算法
3.细胞类型注释
基于已知marker基因进行细胞类型鉴定(如单核细胞、T细胞、B细胞等)
使用单细胞参考数据库(如CellMarker, PanglaoDB)
4.差异基因分析(DEG)
计算不同细胞群体的差异表达基因
5.拟时序分析
使用 Monocle3、Slingshot、scVelo 推测细胞发育轨迹
6.细胞通讯分析
采用 CellChat、CellPhoneDB 分析不同细胞群体之间的配体-受体相互作用
7.基因调控网络
SCENIC:用于识别单细胞水平的基因调控网络