单一细胞类型模式
用途
singleCelltype利用单一细胞类型的细胞注释结果识别和表征组织中具有特定细胞组成和空间分布模式的微环境
运行方式
SDAS cellularNeighborhood singleCelltype -i st.h5ad --bin_size 100 -o outdir --label_key anno_cell2location \
--window_method fixed_radius
输入参数说明
| 参数 | 是否必须 | 默认值 | 描述 |
|---|---|---|---|
| -i / --input | 是 | Stereo-seq h5d，包含细胞类型注释结果 | |
| -o / --output | 是 | 输出文件夹 | |
| --bin_size | 是 | Bin大小，用于控制图中点的大小，不用于计算，比如20,50,100,cellbin (等效于20) | |
| --label_key | 是 | h5ad.obs中表示细胞注释类型的列的名称，用于计算划窗口的细胞组成和每个CN的细胞类型neighborhood enrichment分析 | |
| --slice_key | 否 | 多片h5ad.obs中表示片编号的列的名称，用于分片进行划窗口统计细胞组成和画图 | |
| --cluster_method | 否 | Kmeans | 聚类方法，singleCelltype模式只能用Kmeans，multi celltype score可选择leiden或Kmeans |
| --resolution | 否 | 0.4 | cluster_method为leiden时，leiden聚类的resolution，如果是bin20或cellbin数据，建议resolution <0.1 |
| --n_clusters | 否 | 8 | cluster_method为Kmeans时，Kmeans聚类的cluster数目 |
| --seed | 否 | 42 | 随机种子 |
| --target_celltype | 否 | 对特定细胞类型进行CN分析，输入细胞类型名称，有多个则以,分隔 | |
| --window_method | 否 | fixed_radius | 划窗口的方法，fixed nearest neighbors或fixed radius |
| --n_neighbors | 否 | 10 | 以每个细胞为中心，计算其与周围n neighbors个最近邻细胞的距离，形成局部窗口 |
| --radius | 否 | 100 | 以每个细胞为中心，计算其一定半径范围(radius)内细胞的物理距离，形成局部窗口，radius为坐标距离，根据数据的分辨率可转换为物理距离，如果是stero-seq的数据，radius 100则是50um |
输出结果展示
| 结果文件 | 描述 |
|---|---|
<input_name>_CN.h5ad |
包含细胞邻域分析结果的h5ad文件，存储了细胞邻域聚类标签和细胞组成信息 全片分析时CN信息存在 target_celltype分析时，targe_celltype的CN信息存在 邻域细胞信息存在 target_celltype和邻域细胞的分类信息存在 |
<input_name>_celltype_percent_of_CN.csv |
各细胞邻域中细胞类型的百分比组成 |
<input_name>_CN_percent_of_samples.csv |
多样本分析时各样本中细胞邻域的百分比组成 |
<input_name>_celltype_percent_of_CN.png/pdf |
各细胞邻域的细胞类型组成的堆叠柱状图 |
<input_name>_CN_percent_of_samples.png/pdf |
多样本时，各样本的细胞邻域组成的堆叠柱状图 |
<input_name>_CN_umap.png/pdf |
细胞邻域的umap图（cluster_method为leiden时输出） |
<input_name>_CN_enrichment.png/pdf |
细胞邻域富集热图，展示不同细胞邻域的细胞类型的富集情况 |
<input_name>_CN_spatial.png/pdf |
细胞邻域的空间分布图，多片时每片画一张图 |
<inpur_name>_target_CN_neighbor_spatial.png/pdf |
目标细胞和其邻域细胞的空间分布图（singleCelltype模式且指定target_celltype时生成），多片时每片画一张图 |
<input_name>_CN_spatial_split.png/pdf |
各细胞邻域分开展示的空间分布图，多片时每片画一张图 |
<input_name>_CN_celltype_neighborhood_enrichment.png/pdf |
每个细胞邻域内各细胞类型的neighborhood enrichment富集分析图 |
- 各细胞邻域中细胞类型组成的堆叠柱状图：
<input_name>_celltype_percent_of_CN.png/pdf展示各细胞邻域中不同细胞类型的组成比例。横轴为细胞邻域编号，纵轴为细胞类型百分比，不同颜色代表不同细胞类型，柱状图高度表示各细胞类型在对应细胞邻域中的占比。
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- 多样本时，各样本的细胞邻域组成的堆叠柱状图：
<input_name>_CN_percent_of_samples.png/pdf展示多样本时，各样本的细胞邻域组成比例。横轴为样本名称，纵轴为细胞邻域百分比，不同颜色代表不同细胞邻域，柱状图高度表示各细胞邻域在对应样本中的占比
- 细胞邻域UMAP图：
<input_name>_CN_umap.png/pdf展示细胞邻域在UMAP二维空间中的聚类分布（cluster_method为leiden时输出）。每个点代表一个细胞，颜色表示其所属的细胞邻域，相似细胞组成的细胞在UMAP空间中聚集在一起
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- 细胞邻域细胞类型富集热图：
<input_name>_CN_enrichment.png/pdf展示不同细胞邻域中细胞类型的富集情况。横轴为细胞类型，纵轴为细胞邻域，颜色深浅表示富集程度，红色表示富集，蓝色表示缺失
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- 细胞邻域空间分布图：
<input_name>_CN_spatial.png/pdf展示细胞邻域在组织切片上的空间分布，多片时每片画一张图。每个点代表一个细胞，颜色表示其所属的细胞邻域，相同颜色的细胞在空间上聚集形成特定的细胞邻域区域
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- 各细胞邻域分开展示的空间分布图：
<input_name>_CN_spatial_split.png/pdf分别展示每个细胞邻域在组织切片上的空间分布，多片时每片画一张图。每个子图显示一个细胞邻域的空间分布，彩色点表示属于该细胞邻域的细胞，灰色点表示其它细胞邻域，便于观察每个细胞邻域的空间分布特征
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- 目标细胞和其邻域细胞的空间分布图：
<inpur_name>_target_CN_neighbor_spatial.png/pdf展示目标细胞和其邻域细胞在组织切片上的空间分布，多片时每片画一张图。每个点代表一个细胞，颜色表示其所属的细胞邻域，相同颜色的细胞在空间上聚集形成特定的细胞邻域区域
- 细胞邻域细胞类型neighborhood enrichment富集分析图：
<input_name>_CN_celltype_neighborhood_enrichment.png/pdf展示每个细胞邻域内各细胞类型的neighborhood enrichment富集分析结果，横轴和纵轴为细胞类型，颜色深浅表示富集显著性
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调参建议
window_method参数：
fixed nearest neighbors（固定最近邻）：以每个细胞为中心，选取其空间上最近的n个邻居细胞，组成一个局部窗口。适合细胞分布密度不均匀的情况，保证每个窗口包含相同数量的细胞。
fixed radius（固定半径）：以每个细胞为中心，选取一定坐标距离（半径）范围内的所有细胞，组成一个局部窗口。适合空间尺度有明确物理意义的场景，窗口内细胞数目可变。
简言之，fixed nearest neighbors关注“邻居数量相同”，fixed radius关注“空间距离相同”。
resolution参数：cluster_method为leiden时，leiden聚类的resolution，如果是bin20或cellbin数据，建议resolution<0.1，否则聚出的cluster数目会比较多