2019年1月16日
ExCYT 是一个基于 MATLAB 的图形用户界面(GUI),可让用户通过常用的高维数据分析技术来分析其流式细胞术数据,包括通过 t-SNE 进行降维、多种自动和手动聚类方法、热图以及新型高维流式图。
该方法有助于解答生物医学领域的关键问题,例如理解具有生物学意义的亚群表型。此技术的主要优势在于,即使没有编程经验的人员,也能使用最新的高维分析技术来分析其细胞计量数据。要开始分析流程,首先选择细胞计量的类型,以及从文件中采样的事件数量。
接下来,单击“门控群体”(Gate Population),选择感兴趣的细胞群体,并输入用于下游分析的事件百分比。然后在列表框中选择用于分析的通道数量。对于t分布随机邻域嵌入(T-distributed Stochastic Neighbor Embedding,t-SNE)分析,单击t-SNE以开始计算降维后的数据集。
当计算完成后,点击“保存 t-SNE 图像”,然后在“标记物特异性 t-SNE”弹出菜单中选择一个特定的目标标记物。将显示一幅图,展示 t-SNE 图的热图表示,可用于保存以生成图表。要开始聚类分析,请在“聚类方法”列表框中选择一种选项,然后点击“聚类”。
若要按感兴趣的标记物对聚类进行排序,请从“排序”下拉菜单中选择相应的选项,然后单击“升序”或“降序”,以更新“聚类”列表框中的聚类列表。若要为特定通道上的某个聚类设置最小阈值,请从“阈值”下拉菜单中选择一个选项,并设置适当的阈值。设置阈值后,单击“添加高于阈值”或“添加低于阈值”以指定阈值方向,并在“聚类筛选”面板的“聚类频率阈值”框中输入数值截断点,以设定聚类频率的最小阈值。
若要选择簇以进行进一步的个性化分析,请在“簇”列表框中选择感兴趣的簇,然后使用“选择”按钮将所选项移至“簇分析”列表框中。若要创建簇的热图,请在“簇分析”列表框中选择感兴趣的簇,然后单击“簇的热图”按钮。
要创建高维箱线图或高维流式图,请在“Cluster Analyze”列表框中选择感兴趣的聚类,然后单击“High-Dimensional Box Plot”或“High-Dimensional Flow Plot”,以直观评估各个聚类中特定通道在所有维度上的分布情况。要在传统的二维流式图中显示聚类,请在“Conventional Flow Plot”面板中选择适当的转换方式和通道,然后单击“Conventional Flow Plot”。此处展示了一个髓系分析流程中针对多种标志物的代表性t-SNE热图分析结果。
使用 ExCYT 中的快速贪婪算法对 100,000 个最近邻数据进行聚类,共揭示出 19 个细胞亚群。将原始热图与 ExCYT 生成的聚类结果进行比较,可在两组数据之间识别出相似的髓系细胞聚类。对淋巴细胞谱系 panel 采用更传统且更快速的层次聚类方法进行分析,通过 t-SNE 热图也得到了相似的标志物分布结果。
此外,通过层次聚类对数据进行聚类分析,显示出相似的淋巴细胞簇。值得注意的是,还通过高维流式图鉴定出一种独特的调节性T细胞群体。为了快速且定量地评估各标志物之间的共表达关联,首先采用硬K均值聚类算法在二维t-SNE数据上划分出5000个聚类。
随后利用所有聚类中所有标记物的中位表达水平,基于这些聚类生成热图,以便于识别共表达关联,例如 Tim-3、PD-1、CD38 和 4-1BB 的共表达关系。在执行该流程时,重要的是要尝试探索不同的参数设置,例如不同的聚类方法,以全面深入地分析所研究的数据。
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ExCYT 是一个基于 MATLAB 的图形用户界面(GUI),旨在利用先进的分析技术分析流式细胞术数据。该工具使无编程经验的用户也能执行高维数据的降维、聚类和可视化分析。
ExCYT 通过提供无需编码的高级分析技术界面,应对药物发现中高维流式细胞术数据分析日益增长的挑战。该工具能够更广泛地实现表型筛选和靶点验证工作流程,减少对生物信息学专家的依赖,并加快早期发现阶段的决策进程。该工具通过促进从复杂数据集中客观识别具有生物学意义的亚群,支持作用机制层面的风险评估。
ExCYT 通过将原始流式细胞术数据转化为可操作的表型洞察,推动从早期假设验证到先导化合物鉴定的发现进程,从而为靶点选择和化合物筛选的准备提供依据。