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sCIRCLE：一种针对单细胞数据的交互式可视化探索工具

已有 989 次阅读 2024-8-30 12:23 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

sCIRCLE：一种针对单细胞数据的交互式可视化探索工具

单细胞组学技术的快速发展和单细胞RNA-seq (scRNA-seq)数据集的不断增长不仅为揭示细胞群体内异质性相关的生物学机制提供了新的机会，而且也对这些数据集的分析和可视化提出了重大挑战。该领域越来越多的新兴工具关注于可视化、降维和聚类，表明需要新的方法来可视化和探索高维scRNA-seq数据集。对几种现有可视化工具的比较要求设计人员和开发人员不仅要关注效率和可伸缩性，还要发明新的功能来丰富数据可视化并从现有工具中脱颖而出。可视化工具可以方便用户使用快速简便的数据探索功能与合作者和同事就数据集进行交流。

sCIRCLE（https://github.com/BarquistLab/sCIRCLE）是通过实验学家和计算生物学家之间的密切合作开发的。以前已经注意到，生物信息学家和实验学家之间有很大的合作潜力，但是这两个群体之间缺乏自然的交集。最近，Seege等人在一个计算生物学研究小组中嵌入了一名实验学专业的学生，他采用了通过实验研究的方法来构建一个scRNA-seq可视化工具。这包括在整个设计过程中定期与实验和计算从业者进行磋商，目的是开发新的视觉语言，使该领域的专家更容易、更快、更准确地解决视觉问题。

sCIRCLE提供了新的交互式可视化方法来探索和挖掘单细胞水平的基因表达数据，并丰富了功能注释数据，以促进对细菌scRNA- Seq数据集的发现。在先前评估的单细胞可视化工具的标准中，sCIRCLE包括简单的细胞选择、缩放和导航选项、多种嵌入选项、高表达特定基因的可能性，以及增强的元数据和细胞类型注释。该软件基于用户提供的元数据和计算元细胞的能力，为基因过滤提供了广泛的可能性，即为定义的细胞组提供平均表达谱。目前sCIRCLE提供计算细胞和元细胞之间的折叠变化作为差异表达分析的启发式手段。展示sCIRCLE功能的视频教程可在https://www.youtube.com/watch?v=o5RBYT8c8E0获取。

图1 使用细菌scRNA-seq数据集，打开所有菜单并显示3D PCA图，查看应用程序。红色阴影显示了所有细胞中选定基因的基因表达

综上所述，sCIRCLE是scRNA-seq数据集的新工具，专注于实时数据可视化和交互式探索，同时交叉处理基因表达和功能注释数据。虽然该软件已经为可视化和数据探索目标提供了广泛的工具集。但额外的统计功能，如用于规范化和退出校正的复杂选项，以及用于差异表达式分析的更深入的方法，可以进一步将应用程序用例从数据探索工具扩展到可视化数据分析管道。目前一种令人兴奋的降维方法是使用可变自编码器，有望对scRNA-seq数据集进行更有意义的低维表示。sCIRCLE为探索这些技术产生的潜在空间的意义提供了一个强大的界面。此外，虚拟空间承诺使用VR或AR技术来调查高维数据集的更精细细节的新方法。虽然这个应用程序目前只提供基本的VR集成，但创建易于使用的虚拟空间用于数据探索和设计新颖的功能将是未来工作的主要项目。

总之，sCIRCLE提供了一种新的交互式可视化方法来探索scRNA-seq数据集。对于没有广泛生物信息学技能的生物学家来说，sCIRCLE将特别有用，它可以作为数据科学家进行数据分析的探索性入口，也可以作为协作探索数据集或交流发现的通信工具。

参考文献

[1] Seege M, Schöls E, Barquist L. s CIRCLE-An interactive visual exploration tool for single cell RNA-Seq data. NAR Genom Bioinform. 2024;6(3):lqae084. doi: 10.1093/nargab/lqae084.

以往推荐如下：

1. 分子生物标志物数据库MarkerDB

2. 细胞标志物数据库CellMarker 2.0

3. 细胞发育轨迹数据库CellTracer

4. 人类细胞互作数据库：CITEdb

5. EMT标记物数据库：EMTome

6. EMT基因数据库：dbEMT

7. EMT基因调控数据库：EMTRegulome

8. RNA与疾病关系数据库：RNADisease v4.0

9. RNA修饰关联的读出、擦除、写入蛋白靶标数据库：RM2Target

10. 非编码RNA与免疫关系数据库：RNA2Immune

11. 值得关注的宝藏数据库：CNCB-NGDC