cellchat算法

用途

使用cellchat进行细胞通讯分析

运行方式

SDAS CCI cellchat -i st.h5ad --label_key anno_spotlight -o outdir \
--add_spatial \
--bin_size 100 \
--species human \
--type truncatedMean

输入参数说明

参数
是否必须
默认值
描述

-i / --input

h5ad文件,要求有原始表达矩阵

-o / --output

输出文件夹

--label_key

细胞类群的列名

--layer

h5ad存有原始表达矩阵的layer名称

--gene_symbol_key

real_gene_name

h5ad文件中表示基因名(symbol)的列名(_index 表示用h5ad.var.index)

--add_spatial

如果分析时需考虑空间信息,则使用”--add_spatial”

--bin_size

如果使用“--add_spatial”,则需要提供bin_size, 如cellbin,10, 20, 50,100等

--species

human

cellchat内置的数据库,支持human、mouse、zebrafish,默认‘human’;当指定--cellchat_database时,该参数不起作用

--cellchat_database

自定义的cellchat数据库文件路径

--type

triMean

计算每个细胞类型的基因表达平均值的方法,triMean或truncatedMean

--trim

0.1

type为truncatedMean时,可调整trim,trim越小找到的交互越多,trim为0.1时表示去掉两端各10%的极端值后再计算均值

--spatial_coords_scale

0.5

应用于空间坐标的全局缩放因子。例如,对于stereo-seq,该值设为0.5,将坐标转为微米,方便结果解读

--scale_distance

2

空间距离的归一化因子,比较不同 CellChat 对象之间的通信时,应使用相同的缩放因子。对于单个样本分析,不同的归一化因子不会影响配受体信号的排序

--pathway.file

自定义通路文件,用于生成_pathway_communication_network.png/pdf,png为每个pathway一张png,pdf是所有pathway绘制在一个pdf文件,使用“--add_spatial”时,输出空间网络图

--seed

42

随机种子

自定义构建数据库可参考cellchat官网tutorial:

https://htmlpreview.github.io/?https://github.com/jinworks/CellChat/blob/master/tutorial/Update-CellChatDB.html

输出结果展示

结果文件
描述

<input_name>_cellchat_LR.csv

互作的配受体结果(没有找到显著配受体时不输出)

<input_name>_cellchat_LR_pathway.csv

配受体富集的通路结果(没有找到显著配受体时不输出)

<input_name>_interaction_strength_circle.png/pdf <input_name>_interaction_strength_heatmap.png/pdf

展示各细胞类群间配受体互作强度的circle图和heatmap图,同时输出pdf和png

<input_name>_number_of_interactions_circle.png/pdf <input_name>_number_of_interactions_heatmap.png/pdf

展示各细胞类群间配受体互作数量的circle图和heatmap图,同时输出pdf和png

<input_name>_signalingRole_scatter.png/pdf

展示各细胞类群在信号网络中的角色分布,同时输出pdf和png

<input_name>_pathway_communication_network.png/pdf

指定通路的细胞间网络图,使用“--add_spatial”时,则输出空间网络图,同时输出pdf和png(如果指定通路没有显著富集则不输出)

<input_name>_cellchat.rds

包含细胞通讯结果的rds文件

  • 各细胞类群间配受体互作数量circle图<input_name>_number_of_interactions_circle.png/pdf 展示各细胞类群间配受体互作数量,反映互作关系强弱。 圆圈表示细胞类群,连线表示配受体互作,连线粗细代表互作数量,圆圈大小代表该细胞类型参与的总相互作用数量,可直观比较哪些细胞类群之间互作最频繁

  • 各细胞类群间配受体互作强度circle图<input_name>_interaction_strength_circle.png/pdf 展示各细胞类群间配受体互作强度,反映信号传递活跃程度。 圆圈表示细胞类群,连线表示配受体互作,连线粗细代表互作强度,圆圈大小代表该细胞类型参与的总相互作用强度,可直观比较哪些细胞类群之间信号传递最活跃

  • 各细胞类群间配受体互作数量热图<input_name>_number_of_interactions_heatmap.png/pdf 以热图形式展示互作数量,便于整体比较。 横轴和纵轴均为细胞类群,颜色深浅表示互作数量,颜色越深表示互作越多

  • 各细胞类群间配受体互作强度热图<input_name>_interaction_strength_heatmap.png/pdf 以热图形式展示互作强度,便于整体比较。 横轴和纵轴均为细胞类群,颜色深浅表示互作强度,颜色越深表示信号传递越强

  • 信号网络角色分布散点图<input_name>_signalingRole_scatter.png/pdf 展示各细胞类群在信号网络中的角色分布。 横轴和纵轴为不同的信号网络特征(如发送者、接收者、调节者等),每个点代表一个细胞类群,点的位置反映其在网络中的功能角色,可识别主要信号发送者和接收者

  • 指定通路的空间网络图<input_name>_pathway_communication_network.png/pdf 指定通路的细胞间网络结构,如果加空间信息分析(--add_spatial),则输出指定通路的空间网络图。 横纵坐标为空间坐标,每个点为细胞类群,连线表示通路相关的细胞通讯,连线粗细表示互作强度,节点圆圈大小代表该细胞类型参与的信号相互作用总数,可直观观察特定通路在空间中的分布和作用区域

  • 指定通路的细胞间网络结构图<input_name>_pathway_communication_network_nospatial.png/pdf 指定通路的细胞间网络结构。 节点为细胞类群,连线表示通路相关的细胞通讯,连线粗细表示互作强度,节点圆圈大小代表该细胞类型参与的信号相互作用总数,适合无空间信息时观察通路网络结构

调参建议

  • type参数:推荐使用默认triMean,预测较强互作。如果希望获得更多的交互,可用 truncatedMean 并调整 trim (trim越小交互越多),trim为0.1时表示去掉两端各10%的极端值后再计算均值

  • scale_distance:空间距离的归一化因子,比较不同 CellChat 对象之间的通信时,应使用相同的缩放因子。对于单个样本分析,不同的归一化因子不会影响配受体信号的排序

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