人類細(xì)胞圖譜是世界上最大的單細(xì)胞參考圖譜，仍在增長。
它包含了跨組織、器官和發(fā)育階段的數(shù)百萬個細(xì)胞的參考。這些參考資料幫助醫(yī)生了解衰老、環(huán)境和疾病對細(xì)胞的影響--并最終更好地診斷和治療病人。然而，參考圖集并非沒有挑戰(zhàn)。單細(xì)胞數(shù)據(jù)集可能包含測量誤差（批處理效應(yīng)），全球可用的計(jì)算資源有限，原始數(shù)據(jù)的共享往往受到法律限制。為此，來自德國慕尼黑亥姆霍茲聯(lián)合研究中心和慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TUM）的研究人員開發(fā)了一種名為“scArches”的新型算法，是英文“single-cell architecture surgery”（單細(xì)胞結(jié)構(gòu)手術(shù)）的簡稱。最大的優(yōu)勢是：“該算法不是在診所或研究中心之間共享原始數(shù)據(jù)，而是使用轉(zhuǎn)移學(xué)習(xí)將單細(xì)胞基因組學(xué)的新數(shù)據(jù)集與現(xiàn)有的參考資料進(jìn)行比較，從而保留了隱私和匿名”。
該算法的主要科學(xué)家 Mohammad Lotfollahi 說：“這也使得對新數(shù)據(jù)集的注釋和解釋變得非常容易，并使單細(xì)胞參考圖集的使用大大民主化”。
研究人員應(yīng)用 scArches 來研究幾個肺部支氣管樣本中的 COVID-19。他們利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)將 COVID-19 患者的細(xì)胞與健康參照物進(jìn)行比較。該算法能夠?qū)⒒疾〉募?xì)胞從參照物中分離出來，從而使用戶能夠準(zhǔn)確定位需要治療的細(xì)胞，對于輕度和重度 COVID-19 病例都是如此。患者之間的生物差異并沒有影響繪圖過程的質(zhì)量。
Fabian Theis 表示“我們的愿景是，未來我們將像現(xiàn)在的基因組參考一樣，輕松使用細(xì)胞參考。換句話說，就像你要考個蛋糕，你不需要想出自己的食譜，而是在食譜上找到一個。而通過 scArches，我們能大大簡化查找過程”。
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