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stTrace: detecting spatial-temporal domains from spatial transcriptome to trace developmental path
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AI
DOI：10.1093/bib/bbaf606.png)
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摘要
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发育塑造了生物体的生长和组织，使复杂生物结构和功能得以出现。研究发育过程对于揭示复杂生物系统的形成至关重要。然而，目前基于基因表达研究发育的方法主要依赖单细胞基因表达数据来推断发育轨迹，忽略了细胞在组织内的空间分布及其相互作用。尽管空间转录组学为基因表达提供了空间背景，但现有算法主要集中于识别空间区域，而未进一步探索其发育关联。本研究提出了一种用于检测组织内时空域以追踪发育路径的算法（stTrace），该算法整合了细胞发育程度、基因表达和空间位置，以识别时空域，即组织内细胞共享相似功能和发育阶段的区域。此外，这些域之间存在层级关系，反映了组织内细胞间的发育联系。应用于小鼠胚胎和人类乳腺癌数据集后，stTrace相比传统空间域识别算法实现了更高的分辨率和发育一致性。在小鼠数据集中，stTrace在脑和眼区域识别出的时空域存在显著的基因表达差异；而在人类癌症数据中，它能够重建发育树，推断出与标记基因表达模式一致癌细胞扩散方向。
Keyword:
spatial-temporal domain
development
trajectory
spatial transcriptome
期刊
IF:
7.7
论文数:
5.8K
被引数:
2.7W
机构
引用论文
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