細胞通訊是指一個細胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)傳遞到另一個細胞產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)，通過化學(xué)信號分子進行細胞間通訊是動物和植物普遍采用的通訊方式。配體-受體復(fù)合物介導(dǎo)的細胞-細胞通訊對協(xié)調(diào)發(fā)育、分化和炎癥等多種生物學(xué)過程具有至關(guān)重要的作用。

為了研究不同細胞類型間的細胞通訊網(wǎng)絡(luò)如何使生理過程得以進行的，英國 Sanger 研究所的 Teichmann 實驗室和 Vento-Tormo 實驗室聯(lián)合開發(fā)了 CellPhoneDB一個配體、受體及其相互作用的數(shù)據(jù)庫，用于細胞通訊網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)分析。

CellPhoneDB 進行細胞通訊分析原理：
CellPhoneDB 集成了一種計算方法，用于從 scRNA-seq 數(shù)據(jù)中識別與生物學(xué)相關(guān)的配體-受體相互作用。CellPhoneDB的輸入scRNA-seq數(shù)據(jù)中應(yīng)包含有counts定量數(shù)據(jù)和細胞類型注釋信息，具有相同細胞類型注釋的細胞以細胞狀態(tài)聚合在一起。隨機排列所有細胞的細胞類型標(biāo)記，形成新的細胞群（默認隨機排列1000次），計算隨機排列后細胞群中配體的平均表達水平和與其相互作用的細胞類型中受體的平均表達水平的平均值。零分布之后，按照原細胞分群計算兩種細胞類型間配體-受體對的實際平均值，根據(jù)計算平均值等于或高于實際平均值的比例推測該受體-配體對在這兩種細胞類型中可能的顯著性P值。之后，根據(jù)兩種細胞類型中富集到的顯著的配體-受體對的數(shù)量，對細胞類型之間高度特異的相互作用進行排序，以便手動篩選出生物學(xué)相關(guān)的相互作用關(guān)系。這樣，通過特異性的蛋白復(fù)合物，預(yù)測了細胞群之間可能的分子相互作用，產(chǎn)生了細胞群間潛在的通訊網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)可以通過直觀的表格和圖表進行可視化

總結(jié)：
細胞通訊分析以細胞亞群的基因表達量數(shù)據(jù)為研究對象，獲取細胞中的配體及受體信息，獲得細胞間的信號通訊網(wǎng)絡(luò)，在闡明生物學(xué)過程中細胞間通訊的復(fù)雜性、多樣性和動態(tài)性方面有重要意義。

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