作者甸饱，Evil Genius
最近見到了很多研究者李皇，真的是不把單細(xì)胞軌跡分析當(dāng)回事门烂，拿到樣本不定義直接跑monocle，這能對(duì)么送挑？我看了都著急，基本理論要多多學(xué)習(xí)啊~~~暖眼，網(wǎng)上那么多教程惕耕，有甄別的看，不要盲目跑代碼诫肠。
單細(xì)胞個(gè)性化分析之軌跡分析篇
理論知識(shí)不是本篇重點(diǎn)司澎，簡(jiǎn)單介紹一下
軌跡分析主要基于以下3個(gè)步驟：
（1）基因篩選：尋找以“擬時(shí)”(即不只是嘈雜)方式變化的基因，并利用這些基因來構(gòu)造數(shù)據(jù)栋豫。
（2）降低維度：一旦選擇了用于細(xì)胞排序的基因挤安，就會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理。
（3）pseudotime對(duì)細(xì)胞排序：通過將表達(dá)數(shù)據(jù)投影到較低維空間丧鸯，構(gòu)建細(xì)胞間的分化軌跡漱受。
基因篩選
構(gòu)建的軌跡分析首先是要選擇用于構(gòu)建軌跡的基因，當(dāng)然骡送，選擇軌跡分析時(shí)用到的基因有很多方法昂羡。
（1）離散度高的基因（monocle自帶的方法，默認(rèn)前1000）:缺點(diǎn)是a摔踱、基因是否與發(fā)育相關(guān)不清楚虐先；b、不同細(xì)胞類型的發(fā)育選取的基因數(shù)量不可能一致派敷；c蛹批、基因斷層（即基因并不是連續(xù)變化）撰洗；d、軟件并不能依據(jù)軌跡基因來判斷細(xì)胞是否具有多種分化路徑腐芍。
（2）Seurat[2]本身挑選高變基因的三種方法（vst差导、mean.var.plot、dispersion）:因?yàn)镾eurat降維聚類的關(guān)系猪勇，Seurat選擇的高變基因也可以用于做軌跡分析设褐，但缺點(diǎn)也很明顯a、基因是否與發(fā)育相關(guān)不清楚泣刹；b助析、不同細(xì)胞類型的發(fā)育選取的基因數(shù)量不可能一致；c椅您、基因斷層外冀；d、Seurat本身挑選的高變基因基于樣本整體掀泳，沒有分化關(guān)系的也納入了分析雪隧。
（3）如果背景很強(qiáng)，最好的解決方式是根據(jù)生物學(xué)背景選取發(fā)育的相關(guān)基因（例如采取多樣本员舵、多時(shí)間點(diǎn)的策略推斷發(fā)育基因脑沿，a、對(duì)比不同時(shí)間相同細(xì)胞類型的基因變化關(guān)系固灵。b、挑選表征分化關(guān)系的基因進(jìn)行軌跡分析）劫流，缺點(diǎn)很明顯巫玻，難度特別大。
（4）尋找細(xì)胞類型之間具有連續(xù)變化的基因祠汇，理論上這是最優(yōu)的選擇仍秤。
降低維度
降維方法除了在基礎(chǔ)分析篇提到的線性降維PCA與非線性降維TSNE、UMAP之外可很，針對(duì)軌跡分析會(huì)有獨(dú)特的降維方法诗力。來了解一下軌跡分析軟件用到的主流降維方式。
最后定義軌跡
2022年9月發(fā)表于nature的文章MYB orchestrates T cell exhaustion and response to checkpoint inhibition為了研究多潛能的 TPEX cells, 專門進(jìn)行流式分選該細(xì)胞類型我抠，在細(xì)胞注釋的基礎(chǔ)之上苇本，分析細(xì)胞的分化潛能，分析軟件Slingshot菜拓，人為指定軌跡的起點(diǎn)瓣窄。
2022年8月發(fā)表于Nature Communications的文章Cellular taxonomy of Hic1+ mesenchymal progenitor derivatives in the limb: from embryo to adult也是專門研究間充質(zhì)細(xì)胞（流式分選）的分化關(guān)系，分析軟件URD,這個(gè)軟件更夸張纳鼎，不僅要人為指定時(shí)間的起點(diǎn)俺夕，還要指定發(fā)育的終點(diǎn)裳凸。
2022年9月發(fā)表于Journal of experimental medicine的文章Helminth-induced reprogramming of the stem cell compartment inhibits type 2 immunity在做軌跡分析的時(shí)候，也是運(yùn)用單細(xì)胞技術(shù)對(duì)epithelial lineage的細(xì)胞進(jìn)行數(shù)據(jù)分析劝贸，定義的基礎(chǔ)上運(yùn)用軟件Monocle3進(jìn)行軌跡推斷姨谷，人為指定發(fā)育的起點(diǎn)。
2022年8月發(fā)表于Science Advances的文章RSPO2 defines a distinct undifferentiated progenitor in the tendon/ligament and suppresses ectopic ossification在做軌跡分析的時(shí)候映九，只對(duì)定義好的mesenchymal cell clusters進(jìn)行軌跡推斷梦湘，軟件Monocle2，并且人為指定時(shí)間的起點(diǎn)氯迂。
2022年8月發(fā)表于Cell Reports的文章Transcriptomics, regulatory syntax, and enhancer identification in mesoderm-induced ESCs at single-cell resolution践叠，也是對(duì)ESCs進(jìn)行軌跡分析，軟件monocle3嚼蚀，人為指定root禁灼。
2022年8月發(fā)表于Kidney International的文章Urinary single-cell sequencing captures kidney injury and repair processes in human acute kidney injury也是在細(xì)胞注釋的基礎(chǔ)上，對(duì)kidney injury后的urinary tubular epithelial cells (TECs)進(jìn)行軌跡分析（亞群軌跡分析）轿曙，軟件monocle3弄捕，人為指定root。
2022年7月發(fā)表于Nature Communications的文章A brain precursor atlas reveals the acquisition of developmental-like states in adult cerebral tumours仍然是先定義导帝，不過這次是把所有細(xì)胞納入進(jìn)來軌跡分析守谓，方法velocyto。
但是真正在研究發(fā)育的時(shí)候您单，還是抽取有發(fā)育關(guān)系的細(xì)胞類型進(jìn)行軌跡分析斋荞，分析方法URD。
2022年7月發(fā)表于Nature Communications的文章[Somatic cell fate maintenance in mouse fetal testes via autocrine/paracrine action of AMH and activin B也是針對(duì)有分化關(guān)系的細(xì)胞類型進(jìn)行軌跡分析虐秦，分析軟件monocle3平酿，人為指定發(fā)育root。
2022年7月發(fā)表于Nature Communications的文章Single-cell analysis highlights differences in druggable pathways underlying adaptive or fibrotic kidney regeneration也是針對(duì)GMM細(xì)胞類型的亞群進(jìn)行軌跡分析悦陋，也需要人為指定時(shí)間root蜈彼，分析軟件Slingshot。
2022年7月發(fā)表于Redox Biology的文章Dissecting the process of human neutrophil lineage determination by using alpha-lipoic acid inducing neutrophil deficiency model也是針對(duì)具體的細(xì)胞類型進(jìn)行軌跡分析俺驶，軟件monocle2.
2022年7月發(fā)表于Redox Biology的文章Nox4 promotes endothelial differentiation through chromatin remodeling也是一樣的幸逆，軟件SlingShot，人為指定root暮现。
2022年7月發(fā)表于Cell Reports的文章 Mesenchymal-epithelial interaction regulates gastrointestinal tract development in mouse embryos也是針對(duì)具體的細(xì)胞類型進(jìn)行軌跡分析还绘，根據(jù)取樣時(shí)間確定root。
