单细胞分析已从一个小众的研究方向,发展为一个成熟的研究领域。因此,我们当然不是第一个就这一主题著书的人,也不是第一个提供指南与教程的人。在接下来的几节中,我们将回顾两个旨在教授单细胞分析、广受关注且仍在持续推进的项目,并说明它们与本书的相似之处和不同之处。
Bioconductor OSCA 与 OSTA 系列图书¶
《利用 Bioconductor 构建单细胞分析流程》(Bioconductor OSCA)Amezquita et al., 2022,可在线访问,网址为 https://
OSCA 一书对基础的 scRNA-seq 分析论述得非常全面,讲解清晰,并配有详细的工作流程示例。不过,它并未延伸到其他单细胞组学,例如单细胞转座酶可及染色质测序(single-cell assay for transposase-accessible chromatin using sequencing, scATAC-seq)。空间转录组学(spatial transcriptomics)则在配套书籍《利用 Bioconductor 构建空间分辨转录组学分析流程》(Bioconductor OSTA)中单独讨论,该书可在以下网址获取:https://
由于这两本书都是为 Bioconductor 生态系统量身打造的,它们只使用 Bioconductor 中已有的工具。这些工具虽然非常有效,但正如两本书自己所承认的那样,它们未必总能为每一项分析提供最优方案。总体而言,这两本 Bioconductor 图书尤其适合具备 R 基础知识、又有扎实生物学背景,并希望在 Bioconductor 框架内学习分析单细胞与空间转录组学数据的读者。
单细胞 RNA-seq 分析的当前最佳实践:一篇教程¶
Current Best Practices in Single-Cell RNA-Seq Analysis: A Tutorial Luecken & Theis, 2019 一文由 Malte Lücken 和 Fabian Theis 撰写,介绍了 scRNA-seq 分析的最佳实践。其核心贡献不仅在于梳理各种潜在的分析步骤,更在于基于独立的基准测试推荐最佳实践。在缺乏具体最佳实践指南时,作者也针对分析方法给出了通用建议。这种聚焦独立基准测试的根本理念,极大地启发了我们的工作。与这篇论文相辅相成的,还有一份 小鼠肠道上皮区域实例分析(来自 Haber 等人)Haber et al., 2017。
与 Bioconductor OSCA 相比,这篇论文及其配套分析不受特定工具生态系统的约束,因而在所涵盖的主题范围上提供了更广阔的视角。不过,随附的示例分析对初学者不够友好,而且已经过时。与 Bioconductor OSCA 类似,Lücken 和 Theis 也未涉及 RNA 速率(RNA velocity)、空间转录组学或多组学(multi-omics)等较新的进展。
尽管存在这些局限,我们仍强烈推荐这篇论文,可将其作为了解该领域的宝贵入门读物,以及 scRNA-seq 分析初步最佳实践的指南。本书各章建立在最新的最佳实践之上,为该领域提供了与时俱进的视角。此外,本书对各工作流程的讲解更为详尽,为读者有效运用这些方法提供了必要的背景知识。我们建议读者不要依赖该论文随附的示例案例研究,而应阅读本书中详尽的章节,以获得更全面、更新的理解。
- Amezquita, R., Lun, A., Hicks, S., & Raphael, G. (2022). Orchestrating Single-Cell Analysis with Bioconductor. https://bioconductor.org/books/release/OSCA/
- Huber, W., Carey, V. J., Gentleman, R., Anders, S., Carlson, M., Carvalho, B. S., Bravo, H. C., Davis, S., Gatto, L., Girke, T., Gottardo, R., Hahne, F., Hansen, K. D., Irizarry, R. A., Lawrence, M., Love, M. I., MacDonald, J., Obenchain, V., Oleś, A. K., … Morgan, M. (2015). Orchestrating high-throughput genomic analysis with Bioconductor. Nature Methods, 12(2), 115–121. 10.1038/nmeth.3252
- Amezquita, R. A., Lun, A. T. L., Becht, E., Carey, V. J., Carpp, L. N., Geistlinger, L., Marini, F., Rue-Albrecht, K., Risso, D., Soneson, C., Waldron, L., Pagès, H., Smith, M. L., Huber, W., Morgan, M., Gottardo, R., & Hicks, S. C. (2020). Orchestrating single-cell analysis with Bioconductor. Nature Methods, 17(2), 137–145. 10.1038/s41592-019-0654-x
- Luecken, M. D., & Theis, F. J. (2019). Current best practices in single-cell term`RNA`-seq analysis: a tutorial. Molecular Systems Biology, 15(6), e8746. https://doi.org/10.15252/msb.20188746
- Haber, A. L., Biton, M., Rogel, N., Herbst, R. H., Shekhar, K., Smillie, C., Burgin, G., Delorey, T. M., Howitt, M. R., Katz, Y., Tirosh, I., Beyaz, S., Dionne, D., Zhang, M., Raychowdhury, R., Garrett, W. S., Rozenblatt-Rosen, O., Shi, H. N., Yilmaz, O., … Regev, A. (2017). A single-cell survey of the small intestinal epithelium. Nature, 551(7680), 333–339. 10.1038/nature24489