单细胞工具 | 利用CellHint自动协调和整合人类细胞图谱数据集的细胞类型

协调单细胞群体中的细胞类型，并将它们组装成一个共同的框架，是构建标准化人类细胞图谱的核心。2023年12月，《Cell》发表了一种基于树的预测聚类工具——CellHint，用于解决数据集之间在注释分辨率和技术偏差方面的细胞类型差异。

图形概要

CellHint是什么？

CellHin是一种基于树的预测聚类（PCT）工具，通过评估细胞-细胞相似性和统一细胞注释来有效地对齐多个数据集。在此基础上CellHint定义了细胞类型之间的语义关系，并捕捉到其潜在的生物学层次结构，从而进一步利用这些层次结构指导不同注释粒度的下游数据整合。

CellHint的框架

CellHint通过两个主要步骤推断数据集中的细胞类型关系：预测细胞之间的距离并总结细胞类型之间的比对。

CellHint的性能测试

开发团队已在49个数据集上应用了这一流程，证实了其在数据协调和整合方面的有效性，并为更广泛的领域提供了器官图谱和机器学习模型集，用于自动细胞类型注释。

CellHint协调概括人工注释

为了验证CellHint中的协调流程，开发团队选择了五个免疫数据集，尽管五个数据集中存在各种干扰因素，CellHint还是能够从两个互补的角度重建它们之间的细胞类型关系；CellHint还发现了以前被忽视的新细胞类型。

同时还收集了五个单细胞和单核数据集测试了CellHint处理单细胞转录组学范围之外的数据集的能力：CellHint揭示了高层次和低层次水平的42种和55种细胞类型，其中绝大多数与基于转录组的细胞类型比对相呼应。

CellHint协调概括了五个免疫数据集的人工注释

CellHint解开富含疾病的细胞状态

将CellHint应用到四个患病肺部数据集，成功地协调了不同区室中的细胞类型，解开了多种疾病中的异常细胞状态，揭示了其潜在的病理特征，并促进了转录组变化的全面研究。

CellHint协调患病细胞状态以发现分子变化

通过CellHint进行细胞重新注释和数据集成

通过CellHint统一模块对细胞进行重新标注后，CellHint还提供了一个整合模块，以调整数据结构，使之符合统一的细胞类型，同时以高效的方式减轻批次混杂因素的影响。

CellHint支持细胞再标记和监督数据集成

CellHint组装了成人海马体的完整图谱

开发团队使用CellHint组装了六个单核转录组数据集，对成人海马体进行了分析，重建了51种细胞类型的全局空间图谱，根据分子和推断的空间信息绘制了详细的成人海马图，以帮助解释细胞类型。

CellHint组装了高度集成的成人海马体图谱

用于细胞协调、整合和分类的多器官参考图

开发团队总共编制了38个单细胞和单核转录组数据集，分析了来自369名成人捐献者12个组织和器官的3,694,864个细胞，包括血液、骨髓、心脏、海马、肠、肾、肝、肺、淋巴结 、胰腺、骨骼肌和脾脏。在CellHint中应用自动化流程后，生成了12个标准化器官参考图，可在https://www.celltypist.org/organs上获取。

细胞类型协调、整合和分类的标准化多器官资源

CellHint文档可在如下链接获取：

👉 https://cellhint.readthedocs.io/en/latest.

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此篇文献成果属于Human Cell Atlas项目的一部分，建议对技术细节感兴趣的小伙伴请参考文献原文~

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