[发明专利]一种交互式细胞异质性分析可视化平台及其实现方法

说明书

本发明公开了一种交互式细胞异质性分析可视化平台及方法，所述平台包括：细胞亚群分类分析模块，用于接收用户上传的数据，利用R包Seurat降维，并将转录本信息相似的单细胞聚类分群，将样本分为若干个细胞亚群，进行可视化展示；亚群marker基因分析模块，用于利用R包Seurat调用平台分析程序可视化展示有效基因在不同细胞亚群的表达情况，获得marker基因在各细胞亚群的表达情况，并进行可视化展示，以用于细胞亚群鉴定；亚群上调基因分析模块，用于利用R包Seurat调用平台分析程序获取亚群上调基因分布表格，并调用平台分析程序展示亚群上调基因在细胞亚群的分布情况。

技术领域

本发明涉及高通量测序和生物信息分析技术领域，特别是涉及一种交互式细胞异质性分析可视化平台及其实现方法。

背景技术

随着高通量测序技术的发展，单细胞转录组测序技术也得到了快速的发展，相对于传统的转录组测序技术基于群体细胞开展的，每个样本都包含成千上万个细胞，所以传统转录组测序无法反映基因在群体细胞中平均的表达水平，进而无法有效检测不同细胞之间表达的异质性，不能准确的获得每个细胞的实时状态，可能会导致某类特定细胞的生物学信号会被群体掩盖，不利于精确研究生物系统机制。而单细胞转录组测序可在单细胞水平揭示全基因组范围内所有基因的表达情况，获得单个细胞每时每刻的具体表达谱，可以更精准的研究细胞间的表达异质性、鉴定新的细胞亚型、解析早期胚胎的发育等。

因此细胞异质性，一直是10X单细胞转录组测序数据挖掘的核心步骤。公开号为CN110060729A的中国发明专利申请提出“一种基于单细胞转录组聚类结果注释细胞身份的方法”，以及公开号为CN109979538A的中国发明专利申请提出“一种基于10X单细胞转录组测序数据的分析方法”，上述专利均可对经固定参数数据过滤、均一化后、降维后的结果进行可视化展示，但是基于通过固定分析的默认参数，所得可视化图形固定而单一，对实验数据结果的细胞异质性研究和生物意义挖掘更是带来困难，若需修改则又需反馈给测序公司重新进行生物学信息分析，此过程费时费力。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种交互式细胞异质性分析可视化平台及其实现方法，通过细胞亚群分类分析模块、亚群marker基因分析模块、亚群上调基因分析模块和细胞亚群再分类模块对质控后的数据实现了交互式细胞异质性分析的目的，具有一键式数据分析、便捷等优点。

为达上述及其它目的，本发明提出一种交互式细胞异质性分析可视化平台，包括：

细胞亚群分类分析模块，用于接收用户上传的数据，利用R包Seurat降维，并将转录本信息相似的单细胞聚类分群，将样本分为若干个细胞亚群，进行可视化展示；

亚群marker基因分析模块，用于利用R包Seurat调用平台分析程序可视化展示有效基因在不同细胞亚群的表达情况，获得marker基因在各细胞亚群的表达情况，并进行可视化展示，以用于细胞亚群鉴定；

亚群上调基因分析模块，用于利用R包Seurat调用平台分析程序获取亚群上调基因分布表格，并调用平台分析程序展示亚群上调基因在细胞亚群的分布情况。

优选地，所述细胞亚群分类分析模块接收用户上传的质控后数据，利用R包Seurat调用平台分析程序寻找高变基因，再以PCA算法降维；然后利用显著性主成分构建基于图论的聚类关系图，将转录本信息相似的单细胞聚类分群，并使用Louvain算法优化细胞聚类结果，将样本分为若干个细胞亚群，完成细胞亚群分类。

优选地，所述细胞亚群分类分析模块的可视化展示为堆叠图，并提供一键式参数切换界面提供用户交互的参数切换以及修改样本名称和顺序。

优选地，所述参数切换是指一键式选择横坐标以样本为单位展示或以分组为单位展示，一键式选择纵坐标以绝对值或以百分比值展示。