CITE-seqにおける人工細胞型を意識した細胞型分類

Artificial-cell-type aware cell-type classification in CITE-seq.

• Qiuyu Lian
• Hongyi Xin
• Jianzhu Ma
• Liza Konnikova
• Wei Chen
• Jin Gu
• Kong Chen

抄録

目的:

CITE-seq（Cellular Indexing of Transcriptomes and Epitopes by sequencing）は、表面マーカータンパク質の測定と単一細胞レベルでのmRNAの同時シークエンシングを組み合わせることで、単一細胞のトランスクリプトーム解析に正確な細胞表面の表現型をもたらします。残念ながら、CITE-seqデータセットのマルチプレットは、人工細胞型（ACT）を作成し、細胞表面の表現型の自動化を複雑にします。

MOTIVATION: Cellular Indexing of Transcriptomes and Epitopes by sequencing (CITE-seq), couples the measurement of surface marker proteins with simultaneous sequencing of mRNA at single cell level, which brings accurate cell surface phenotyping to single-cell transcriptomics. Unfortunately, multiplets in CITE-seq datasets create artificial cell types (ACT) and complicate the automation of cell surface phenotyping.

結果:

本研究では、CITE-seqのための人工細胞型表面マーカークラスタリング手法であるCITE-sortを提案する。CITE-sortは、多重誘発性ACTを認識しており、多重誘発性ACTに頑健である。本研究では、CITE-sortを実データおよびシミュレーションしたCITE-seqデータを用いてベンチマークを行い、CITE-sortと通常のクラスタリング手法との比較を行った。その結果、CITE-sortは全体的に最高のクラスタリング性能を発揮することを示した。CITE-sortは、実際の生物細胞型（BCT）を正確に識別するだけでなく、多重誘発人工細胞型の液滴クラスターと実際のBCT液滴クラスターを一貫して確実に分離することができた。さらに、CITE-sort は、クラスタリングプロセスをバイナリツリーで整理しており、クラスタリング結果の解釈と検証を容易にし、CITE-seq での領域知識を用いた細胞型アノテーションを簡素化します。

RESULTS: We propose CITE-sort, an artificial-cell-type aware surface marker clustering method for CITE-seq. CITE-sort is aware of and is robust to multiplet-induced ACT. We benchmarked CITE-sort with real and simulated CITE-seq datasets and compared CITE-sort against canonical clustering methods. We show that CITE-sort produces the best clustering performance across the board. CITE-sort not only accurately identifies real biological cell types (BCT) but also consistently and reliably separates multiplet-induced artificial-cell-type droplet clusters from real BCT droplet clusters. In addition, CITE-sort organizes its clustering process with a binary tree, which facilitates easy interpretation and verification of its clustering result and simplifies cell-type annotation with domain knowledge in CITE-seq.

利用可能性と実装:

http://github.com/QiuyuLian/CITE-sort。

AVAILABILITY AND IMPLEMENTATION: http://github.com/QiuyuLian/CITE-sort.

補足情報:

補足データはBioinformatics onlineでご覧いただけます。

SUPPLEMENTARY INFORMATION: Supplementary data is available at Bioinformatics online.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press.