单细胞分析

一张心脏切片上的两种心肌信号:空间解卷积能看出什么?

作者:发布于 2026-11-14约 4 分钟阅读

在这张发育中人心脏切片上,有一个点位很容易被一张配色图讲漏。按占比最高的类型给它上色,它会被标成“心房肌细胞”;打开比例表,同一个点还有 38.1% 的心室肌细胞估计占比。一张图上的一种颜色,压缩了多少信息?我们用这张切片的真实结果来看。

想边看边对照,可以直接打开工具,选「公开样例」,点「运行样例」。在云生信运行这张心脏切片 →

同一张切片,心房肌和心室肌信号集中在哪里?

样例来自 SpatialDWLS 作者公开的发育第 6 周人心脏样本 10,共有 210 个空间点位。一个点位会采到周围多个细胞的 RNA。SpatialDWLS 利用单细胞参考表达谱,估计哪些细胞类型的组合能解释这个点位的表达。本次分析用了 15 类参考细胞和 866 个共有参考基因。方法论文 · 心脏切片与参考数据

同一心脏切片的五张比例图,心室肌细胞高占比点主要在图的中下部,心房肌细胞高占比点主要在上部和右侧局部。
同一组点位,分开画出五种细胞类型。上排依次是心室肌细胞、心房肌细胞和平滑肌细胞,下排是毛细血管内皮和心外膜细胞。各图共用 0%–100% 的色标,越黄表示估计占比越高,灰色代表未求解。点击可看大图。

先看上排前两幅。在相同的切片坐标上,心室肌细胞的高占比点在图的中下部连成一片;换看心房肌细胞,同一片位置大多转为深色,上部和右侧局部的点反而亮起来。沿着相邻点看,这两类参考表达呈现出不同的空间分布。要进一步把区域标为具体解剖结构,还需将坐标与组织学切片配准后核对。

把同一个点的两列比例放在一起读

下面四行来自工具输出的完整比例表。读第一行时留意哪一类占主导;读第三行时,留意主导类型以外还剩下多少信号。

点位 ID 心室肌细胞 心房肌细胞
10x9x7 99.1% 0.9%
10x8x20 0.0% 100.0%
10x12x19 38.1% 53.7%
10x19x21 NA NA

最值得回看的是第三行。在 10x12x19,这两类加起来约占 91.8%,其余约 8.2% 分给了其他参考类型。只看主导类型图,这个点与第二行都会显示为心房肌细胞占优;看完整比例,就知道哪一个点更值得放大,去核对周围点位、组织图像和标志基因。两类信号共同出现在一个采样点,可以提示局部混合;要判断细胞是否彼此接触,还需要更高空间分辨率的证据。

这张表记录的是模型估计。第二行的 100% 表示在给定参考谱和参数下,模型将该点的组成全部分给心房肌细胞。最后一行的 NA 则表示没有得到可用的比例,读表时应保留缺失。本次 210 个点位中,209 个得到估计,1 个未求解。

自己跑一次,找回那个混合点位

进入工具后点击「运行样例」,先看页面按主导细胞类型着色的空间图,再点「下载完整比例表 TSV」,搜索 10x12x19。对照 Atrial_cardiomyocytes 和 Ventricular_cardiomyocytes 两列,就能从图上的一个颜色读回两种细胞的估计占比。本文的五幅分图,也来自同一张比例表。打开 SpatialDWLS,直接运行心脏切片样例 →

换自己的切片时,准备空间表达矩阵、同物种且与组织匹配的细胞类型参考表达谱,以及点位分组表。空间矩阵使用归一化后取对数的数值,参考谱使用归一化后、取对数前的平均表达。点位表再加上 x、y 两列,就能把估计比例放回组织坐标。本文使用云生信样例的四组点位分组;原论文教程采用 Leiden 分组。

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