[发明专利]一种基于10X单细胞转录组测序数据的分析方法

说明书

本发明公开了一种基于10X单细胞转录组测序数据的分析方法，包括步骤：S1，测序数据质控和表达量定量；S2，基于10X单细胞转录组测序数据进行单细胞亚群分类；S3，差异表达基因分析：筛选细胞亚群上调表达的基因，采用Seurat的bimod似然比统计检验，分别对不同类细胞群进行基因差异表达分析；S4，差异基因功能分析：根据S3获得的差异表达基因，进行差异表达基因GO功能分析和/或差异表达基因KEGG功能分析；S5，标记基因筛选与分析：包括标记基因筛选、标记基因表达分布、标记基因蛋白网络分析；方法还包括步骤S6，细胞轨迹分析：包括单细胞轨迹的构建、差异表达基因的分析、细胞轨迹分支分析。采用本发明的方法分析10X单细胞转录组测序数据更准确、更丰富。

技术领域

本发明涉及转录组测序技术领域，尤其是一种基于10X单细胞转录组测序数据的分析方法。

背景技术

10X单细胞转录组测序(scRNA-seq)，是在单个细胞水平对mRNA进行反转录扩增后进行高通量测序，获得相应数据并进行信息分析的技术，可以应用在人类细胞图谱构建、肿瘤异质性研究、干细胞发育及分化、神经系统发育研究、脑发育研究以及胚胎细胞发育研究等众多方面。该技术相对于转录组测序，可以揭示复杂细胞群体的异质性，避免单个细胞的基因表达信号被群体的平均化所掩盖。

10X单细胞转录组测序技术的实施主要有两部分，一是实验样本建库测序，二是测序数据的生物信息分析。目前实验样本建库测序主要依靠10X Genomics平台完成且已被本领域认可并推广使用，而对实验数据的挖掘和分析主要依靠测序数据的生物信息分析，本技术领域尚未有良好的分析方法，分析流程过于简单和单一，因此，急需建立10X单细胞转录组测序数据所得的生物信息分析方法，并构建一套完整的数据分析流程。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种更准确、更丰富的10X单细胞转录组测序数据的分析方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于10X单细胞转录组测序数据的分析方法，包括如下步骤：

S1，测序数据质控和表达量定量：即对10X单细胞转录组测序数据进行测序数据、细胞数据的质量统计与控制，并与参考基因组比对以定量各基因表达量；

S2，基于10X单细胞转录组测序数据进行单细胞亚群分类；

S3，差异表达基因分析：筛选细胞亚群上调表达的基因，采用Seurat的bimod似然比统计检验，分别对不同类细胞群进行基因差异表达分析；

S4，差异基因功能分析：根据S3获得的差异表达基因，进行差异表达基因GO功能分析和/或差异表达基因KEGG功能分析；

S5，标记基因筛选与分析：包括标记基因筛选、标记基因表达分布、标记基因蛋白网络分析。

其中，参考基因组可选择分析常用的参考基因组，比如人的是GRCH38基因组；需要说明的是，如果有多个样本，也可进行样本间亚群差异分析，针对所有样本的表达量数据进行合并和深度均一化，绘制细胞分型图谱，再对各样本进行细胞分型。单细胞包括但不限于人PBMC单细胞、干细胞、神经元细胞、脑细胞、各项肿瘤细胞等。

优选地，所述步骤S1包括：

S11，通过识别序列中的Barcode序列标记和UMI标记，来获取样本中各个细胞和各个基因的表达量信息；

S12，将10X单细胞转录组测序数据中的cDNA序列片段比对参考基因组；