前言

關(guān)注生信寶庫(kù)時(shí)間比較久的小伙伴會(huì)發(fā)現(xiàn)评雌，我們除了更新免疫相關(guān)的推文外，最多的就是單細(xì)胞研究相關(guān)的算法的文獻(xiàn)解讀了芳绩。最近有一位粉絲通過后臺(tái)和我們說能不能更新一些單細(xì)胞聯(lián)合bulk測(cè)序或者是bulk數(shù)據(jù)挖掘的推文催什，那當(dāng)然是沒問題啦，生信寶庫(kù)是很寵粉的晰韵！

其實(shí)Immugent之前就寫過一篇推文：基于單細(xì)胞數(shù)據(jù)進(jìn)行Bulk定量之MuSiC,可以對(duì)小鼠和大鼠的bulk數(shù)據(jù)進(jìn)行deconvolution；此外熟妓，在IOBR:一個(gè)R包帶你走進(jìn)數(shù)據(jù)挖掘的殿堂中介紹了一款功能強(qiáng)大的bulk數(shù)據(jù)挖掘軟件雪猪，感興趣的小伙伴可以學(xué)習(xí)一下。

由于目前scRNA的測(cè)序成本依然很高起愈，我們無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)很多患者同時(shí)進(jìn)行scRNA-seq只恨，這就限制了樣本量因此很多在大批量bulk數(shù)據(jù)上進(jìn)行的分析無(wú)法開展译仗，因此聯(lián)合bulk和scRNA可以為我們提供更好的研究視野。今天Immugent介紹一款今年發(fā)表的一個(gè)聯(lián)合分析bulk和scRNA數(shù)據(jù)的新軟件--Scissor官觅，相應(yīng)的文章發(fā)表在Nature Biotechnology雜志上纵菌。總的來說休涤，Scissor可利用大量單細(xì)胞數(shù)據(jù)和表型信息識(shí)別與疾病高度相關(guān)的細(xì)胞亞群咱圆，從一個(gè)新的角度來探索和解釋了單細(xì)胞數(shù)據(jù)，對(duì)揭示疾病的機(jī)制功氨，提高疾病的診斷和治療具有重要意義序苏。

由于這個(gè)軟件功能還是挺強(qiáng)大的，Immugent會(huì)連續(xù)推出3篇推文對(duì)其進(jìn)行介紹捷凄，首先是今天這篇對(duì)原文獻(xiàn)的解讀杠览，后面會(huì)推出兩期代碼實(shí)操，敬請(qǐng)期待纵势！

主要內(nèi)容

文章的第一幅圖主要是介紹Scissor的開發(fā)流程，Scissor的三個(gè)輸入數(shù)據(jù)源分別是單細(xì)胞表達(dá)矩陣管钳、bulk表達(dá)矩陣和目的表型的信息钦铁。每個(gè)bulk樣本的表型注釋可以是連續(xù)變量、二分向量或臨床生存數(shù)據(jù)才漆。Scissor利用批量數(shù)據(jù)及其注釋的各類表型信息牛曹，從單細(xì)胞數(shù)據(jù)中自動(dòng)識(shí)別與給定表型相關(guān)度最高的細(xì)胞亞群。Scissor的關(guān)鍵步驟是通過對(duì)每對(duì)細(xì)胞和bulk樣本的Pearson相關(guān)性等檢測(cè)醇滥，量化單細(xì)胞數(shù)據(jù)和大量細(xì)胞數(shù)據(jù)之間的相似性黎比。

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利用來自TCGA的577個(gè)肺腺癌（LUAD）腫瘤樣本和正常表型樣本，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于樣本表型相關(guān)矩陣的回歸模型并整合了相似性網(wǎng)絡(luò)鸳玩。通過優(yōu)化這個(gè)回歸模型阅虫，Scissor可以識(shí)別與目標(biāo)表型最相關(guān)的細(xì)胞亞群。結(jié)果顯示不跟，Scissor能夠很好地區(qū)分腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞颓帝，證明Scissor能夠在大量細(xì)胞表型數(shù)據(jù)信息的指導(dǎo)下，從單細(xì)胞數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確識(shí)別大多數(shù)表型相關(guān)細(xì)胞窝革。

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隨后购城，研究人員對(duì)黑色素瘤scRNA序列數(shù)據(jù)集進(jìn)行了Scissor操作，以確定與ICB反應(yīng)相關(guān)的T細(xì)胞亞群虐译。在黑色素瘤中瘪板，Scissor發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與免疫治療反應(yīng)正相關(guān)的低PDCD1/CTLA4和高TCF7表達(dá)的T細(xì)胞亞群，表明即使單細(xì)胞數(shù)據(jù)本身沒有相關(guān)表型信息漆诽，Scissor分析仍能識(shí)別與特定表型相關(guān)的細(xì)胞亞群侮攀。

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Scissor不僅適用于腫瘤數(shù)據(jù)的分析锣枝，對(duì)非腫瘤數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)也具有很好的表現(xiàn)。最后魏身，研究人員應(yīng)用Scissor對(duì)阿爾茨海默癥（AD）scRNA-seq研究中的三種腦細(xì)胞類型進(jìn)行了分析惊橱，確定了三種與AD高度相關(guān)的腦細(xì)胞亞群，對(duì)理解AD的潛在發(fā)病機(jī)制箭昵、疾病診斷和治療具有重要作用税朴。除了在癌癥和AD中的應(yīng)用，Scissor在肌肉疾病單細(xì)胞數(shù)據(jù)集分析方面也有很高的應(yīng)用潛力家制。

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綜上所述正林，Scissor可以從任何給定表型相關(guān)的單細(xì)胞數(shù)據(jù)中識(shí)別細(xì)胞亞群，從而將bulk和scRNA數(shù)據(jù)進(jìn)行整合颤殴，彌補(bǔ)了scRNA測(cè)序深度不足/bulk檢測(cè)精度不足的缺點(diǎn)觅廓。Scissor應(yīng)用于肺癌scRNA-seq數(shù)據(jù)集，可識(shí)別出與生存惡化和TP53突變相關(guān)的細(xì)胞亞群涵但；在黑色素瘤中杈绸，Scissor發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與免疫治療反應(yīng)相關(guān)的低PDCD1/CTLA4和高TCF7表達(dá)的T細(xì)胞亞群。除了癌癥矮瘟，Scissor在肌肉疾病和AD方面的應(yīng)用也很有效瞳脓，從新的角度探索和解釋了單細(xì)胞數(shù)據(jù)，為疾病機(jī)制提供新的思路澈侠，是一種很有應(yīng)用前景的工具劫侧。

展望

雖然目前單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組價(jià)格已經(jīng)有所降低，但是依然比較昂貴哨啃。除此之外烧栋，單細(xì)胞測(cè)序深度不足，導(dǎo)致其檢測(cè)的基因數(shù)目較少拳球，這也是其缺點(diǎn)之一审姓。相較于此，單個(gè)樣品的bulk-RNAseq價(jià)格就很便宜了醇坝，幾百塊錢即可邑跪，而且測(cè)的基因數(shù)目很多，所以一般的課題組很輕松就能做幾十個(gè)樣品甚至好幾百樣品的隊(duì)列數(shù)據(jù)呼猪，而且在公共數(shù)據(jù)庫(kù)里面比比皆是画畅。那么，如果我們把大樣品隊(duì)列的常規(guī)轉(zhuǎn)錄組項(xiàng)目里面的結(jié)論去我們的小樣品隊(duì)列里面去驗(yàn)證宋距，去輔助我們探索表型特異性單細(xì)胞亞群就變得十分有意義轴踱。

Scissor雖然功能強(qiáng)大，但是也有一些不足之處：1. 使用Scissor預(yù)測(cè)的符合標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞（也就是Scissor+）數(shù)目過少谚赎，這樣不利于發(fā)現(xiàn)低豐度的細(xì)胞淫僻；2. Scissor只能找出符合疾病表型的細(xì)胞诱篷，但是無(wú)法將這些細(xì)胞種類細(xì)分，如果根據(jù)單細(xì)胞注釋的結(jié)果進(jìn)行分析雳灵，那也失去了聯(lián)合bulk-RNAseq的意義棕所。但是有終歸比沒有好，任何事物都有兩面性悯辙，揚(yáng)其長(zhǎng)而避其短才是王者之道琳省。Immugent相信在未來肯定會(huì)開發(fā)出比Scissor更好的算法，讓我們拭目以待躲撰！

好啦针贬，本期分享到這就結(jié)束啦，我們下期再會(huì)~~~

[參考文獻(xiàn)]

Sun D, Guan X, Moran AE, Wu LY, Qian DZ, Schedin P, Dai MS, Danilov AV, Alumkal JJ, Adey AC, Spellman PT, Xia Z. Identifying phenotype-associated subpopulations by integrating bulk and single-cell sequencing data. Nat Biotechnol. 2022 Apr;40(4):527-538. doi: 10.1038/s41587-021-01091-3. Epub 2021 Nov 11. PMID: 34764492; PMCID: PMC9010342.