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武汉光电国家研究中心张智红教授团队在SmallMethods上发表了题为“scLiverDB: a database of human and mouse liver transcriptome landscapes at single-cell resolution”的研究论文。scLiverDB(http://bioinfo.life.hust.edu.cn/liverdb)是人类和小鼠肝脏的单细胞转录组数据库,用于在单细胞水平揭示肝脏各种疾病、多种细胞类型以及不同发育阶段的肝脏细胞组成、细胞异质性和基因表达情况。
肝脏是体内最大的实体器官,六边形的肝小叶组成肝脏的基本功能单位,不仅有着代谢、解毒、消化等多种功能,同时还执行着许多免疫功能。肝脏中众多免疫细胞群之间的动态相互作用,是维持免疫活化与耐受的平衡以及器官整体健康的关键。单细胞转录组测序(scRNA-seq)是一种强大的工具,可以用来研究单个细胞的基因表达水平,检测细胞异质性,识别细胞亚群。目前已有大量的肝脏scRNA-seq数据发表,但是缺乏系统性的分析流程用于降低分析的偏差和增加数据集间的可比性。因此,本研究使用统一的分析流程对上百万个细胞进行分析,结合自动注释与手动注释获得更准确的细胞类型,并且构建友好的web界面展示分析结果。
图1. scLiverDB的Home页面
scLiverDB当前版本收集两个物种(人和小鼠),62个数据集,9,050个样品,11种肝脏疾病类型,9种单细胞建库平台,以及23个肝脏发育时间点数据,共计1,741,734个高质量细胞的单细胞转录组数据,其中,1,071,108个人类肝脏细胞;670,626个小鼠肝脏细胞。在人类肝脏中鉴定出115种细胞类型,在小鼠肝脏中鉴定出45种细胞类型。11种疾病类型,包括正常、损伤、细菌感染、急性肝衰竭、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、肝纤维化、肝硬化、肿瘤干细胞(CSC)、肝内胆管癌(iCCA/ICC)和肝癌(HCC);9个文库平台,包括10X Genomics、SMART-seq、Smart-seq2、Microwell-seq、mCEL-Seq2、STRT-seq、Fluidigm C1、indrop和MARS-seq。
scLiverDB主要包括五个模块功能:
1)数据集多样性:数据库收集了幼年和成年人与小鼠多种疾病类型与癌症的数据,并进行统一分析,细胞注释使用SingleR和手动结合的方法,更加准确地获得细胞类型。用户可以在网站上搜索不同疾病(肝损伤、肝硬化、肝纤维化和非酒精性脂肪肝)或癌症(HCC、CSC和iCCA)状态下基因在不同细胞中的表达情况。
2)数据集对比:数据库提供两个不同数据集之间的对比,不同数据集间的基因表达差异。
3)表达模式分析:数据库对有时间信息的数据集进行了表达模式分析,用户可以查看出不同时间的基因表达变化。
4)差异表达分析:数据库提供了正常和疾病状态下的肝脏基因表达差异搜索功能,可视化不同疾病状态下肝脏的基因表达变化。
5)数据可视化:数据库对数据集进行密度图、热图、气泡图、散点图和基因表达聚类图五种展示,便于用户选择自己需要的可视化形式进行展示。
图2. scLiverDB单细胞数据系统分析流程与在线分析功能
该工作得到了国家重点研发计划(2017YFA0700403)等项目的支持。张智红教授和郭安源教授是文章的共同通讯作者;课题组研究生潘奇是文章的第一作者;海南大学骆清铭院士、研究生栗博睿、林栋、苗亚茹、罗涛和岳涛是共同作者。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202201421