单细胞转录组(Single-Cell Transcriptomics)

涵盖数据预处理与质量控制、批次效应校正、AI基础模型分析、细胞类型注释、RNA速度与轨迹推断、细胞间通讯分析、空间转录组整合与Metacell大规模分析八大标准化流程。

核心分析流程(8个标准化流程)

SC-RF001

数据预处理与质量控制

初级
1-2h

单细胞转录组领域的通用基础设施。覆盖10× Genomics、SMART-seq、长读长等多平台定量,区分scRNA-seq与snRNA-seq质控标准,包含空液滴检测、环境RNA去污染与双细胞去除。

推荐工具:
Cell RangerSTARsoloAlevin-fryEmptyDropsCellBenderSoupXScrubletDoubletFinderScanpySeuratscNanoGPSFLAMESDecontX
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SC-RF002

数据整合与批次效应校正

中级
2-3h

跨样本/跨平台数据整合的基础。覆盖传统方法(Harmony、CCA/RPCA)、深度生成模型(scVI系列)与大规模后端(Seurat v5 BPCells),支持千万级细胞整合。

推荐工具:
HarmonySeurat CCA/RPCABBKNNscVIscANVIMultiVItotalVIscArchesBA-scVILIGER
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SC-RF003

单细胞基础模型与AI驱动分析

高级
3-4h

利用大语言模型架构对单细胞数据进行预训练表征学习,实现零样本/少样本细胞类型注释、扰动预测与跨物种迁移分析。

推荐工具:
scGPTGeneformerscBERTUCSC CellxGeneCellTypistscMulanSCimilarityGeneCompass
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SC-RF004

细胞类型注释与聚类分析

中级
2-3h

基于标记基因、参考图谱映射与AI辅助的自动化细胞类型注释,覆盖从聚类到精细亚型分类的完整流程。

推荐工具:
CellTypistscCATCHSCTransferSingleRmarkerGeneRarityGarnettscTypeAzimuth
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SC-RF005

RNA速度与细胞命运推断

中高
2-4h

基于剪接/未剪接RNA动态推断细胞状态转换方向与速率,整合RNA速度、伪时间分析与命运概率预测。

推荐工具:
scVelovelocytoCellRankVeloVAEUniTVeloDyngenPAGAMonocle3palantirscFateCytoTRACE
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SC-RF006

细胞间通讯与配体-受体分析

中高
2-4h

基于配体-受体互作数据库推断细胞间通讯网络,识别关键信号通路与细胞微环境调控关系,支持空间转录组通讯分析。

推荐工具:
CellChatNicheNetSquidpyLIANA+CellPhoneDBSpatialDMCOMMOTSpaTalk
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SC-RF007

单细胞与空间转录组整合分析

高级
3-5h

将scRNA-seq参考数据与空间转录组数据整合,实现空间位置上的细胞类型反卷积、基因表达映射与组织微环境解析。

推荐工具:
Cell2locationTangramRctDstereoscopenovoSpaRcSpaOTscCELLULARSTdeconvolveSeurat v5Squidpy
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SC-RF008

Metacell与大规模数据分析

高级
3-5h

面向百万级细胞的大规模分析基础设施,包含Metacell聚合降噪、内存外计算后端、GPU加速与交互式可视化平台。

推荐工具:
MetacellSCANPYSeurat v5scvi-toolsLaminCellBenderBPCellsSCopeUCSC CellxGene
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核心推荐工具

关键文献速览

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最新动态与计划

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v1.2 正式发布

2026-04
  • SC-RF001 数据预处理与质量控制
  • SC-RF002 数据整合与批次效应校正
  • SC-RF003 单细胞基础模型与AI驱动分析
  • SC-RF004 细胞类型注释与聚类分析
  • SC-RF005 RNA速度与细胞命运推断
  • SC-RF006 细胞间通讯与配体-受体分析
  • SC-RF007 单细胞与空间转录组整合分析
  • SC-RF008 Metacell与大规模数据分析
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计划更新 v1.3

预计 2026-07
  • SC-RF003 整合多组学基础模型(scMulan, scGPT多模态版本)
  • SC-RF005 增加多组学速度(MultiVelo, cell2fate整合)
  • SC-RF007 整合MERFISH/Visium HD空间数据
  • SC-RF008 增加GPU加速管线(RAPIDS-singlecell, scVI-GPU)