Aquila：空間組學(xué)數(shù)據(jù)庫和分析平臺(tái)

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       高度復(fù)雜生物過程，例如神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、糖尿病和癌癥等疾病的進(jìn)展，由于組織的異質(zhì)細(xì)胞性質(zhì)和細(xì)胞之間的復(fù)雜相互作用，研究起來極具挑戰(zhàn)性。然而，組織內(nèi)細(xì)胞的空間分布與其功能和譜系軌跡呈正相關(guān)。因此，了解組織的空間組織和細(xì)胞之間的進(jìn)化關(guān)系對(duì)于捕捉發(fā)育過程的不同步驟和疾病的完整畫像至關(guān)重要。最近空間組學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和采用加速了我們對(duì)這些基本過程的理解?？臻g組學(xué)是一種快速發(fā)展的方法，通過將空間知識(shí)與轉(zhuǎn)錄本或蛋白質(zhì)表達(dá)信息相結(jié)合來探索組織微環(huán)境和細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)。
        最近，澳門大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)布了一個(gè)空間組學(xué)數(shù)據(jù)的綜合平臺(tái)——Aquila（https://aquila.cheunglab.org），該數(shù)據(jù)相關(guān)文章發(fā)表在Nucleic Acids Res期刊（IF:19.160）。

       Aquila支持所有類型的空間組分?jǐn)?shù)據(jù)，包括轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組，2D和3D，以及來自不同技術(shù)的數(shù)據(jù)。Aquila目前擁有來自15種技術(shù)的107個(gè)數(shù)據(jù)集，擁有1570萬個(gè)細(xì)胞。Aquila為用戶提供多種格式的空間組學(xué)數(shù)據(jù)可視化，如細(xì)胞圖、表達(dá)圖和標(biāo)記物的共同定位。用戶還可以輕松地檢索任何數(shù)據(jù)集，并直接在同一瀏覽器中運(yùn)行一系列集成分析，包括通常需要編碼技能的高級(jí)空間分析。此外，用戶可以向Aquila提交自己的空間組學(xué)數(shù)據(jù)，并執(zhí)行與數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)集相同的分析。我們通過在本地存儲(chǔ)所有用戶數(shù)據(jù)集而不將其上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)器來解決數(shù)據(jù)隱私問題。最后，Aquila也可以通過漸進(jìn)式web應(yīng)用程序標(biāo)準(zhǔn)作為單獨(dú)的應(yīng)用程序安裝在桌面上。

查詢和選擇數(shù)據(jù)
       要查詢和選擇數(shù)據(jù)集，用戶必須首先單擊主頁上的“瀏覽”按鈕，這會(huì)將他們定向到“數(shù)據(jù)集”頁面。每張卡片都突出顯示了數(shù)據(jù)集的基本信息，包括物種、組織、疾病、技術(shù)、分子、數(shù)據(jù)集的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和相關(guān)出版物。Aquila在同一頁面上有一個(gè)強(qiáng)大的過濾面板，可以幫助用戶更快地查找他們感興趣的數(shù)據(jù)集。用戶可以根據(jù)物種、技術(shù)、組織或疾病等多種條件選擇數(shù)據(jù)集。他們還可以通過對(duì)任何關(guān)鍵字運(yùn)行模糊搜索來查找數(shù)據(jù)集。還支持按基因名稱（不區(qū)分大小寫）搜索數(shù)據(jù)集?？s小搜索范圍后，用戶可以按出版物名稱、年份或細(xì)胞/ROI/基因的數(shù)量按升序或降序?qū)^濾后的數(shù)據(jù)集進(jìn)行排序。Aquila還支持從“出版物”頁面查看數(shù)據(jù)集，因?yàn)槊總€(gè)出版物可能包含多個(gè)數(shù)據(jù)集。用戶找到感興趣的數(shù)據(jù)集后，可以通過選擇“查看”按鈕來詳細(xì)探索它。進(jìn)入數(shù)據(jù)詳情頁后，用戶還可以通過功能豐富的數(shù)據(jù)表選擇查看每個(gè)數(shù)據(jù)集中的不同ROI。默認(rèn)值將顯示數(shù)據(jù)集中的第一個(gè) ROI。

可視化空間地圖
       空間地圖以 2D 或 3D 形式顯示，具體取決于數(shù)據(jù)集。用戶可以通過選擇他們想要在 ROI 預(yù)覽面板中查看的一個(gè)或多個(gè) ROI 來獲取數(shù)據(jù)集的一般概述。然后，他們可以從 ROI 預(yù)覽面板中一次選擇一個(gè) ROI，以便獲取其他詳細(xì)信息。用戶選擇 ROI 后，可以通過在“單元格映射”、“表達(dá)式映射”和“標(biāo)記的協(xié)同定位”之間切換來查看 ROI 的不同內(nèi)容?！凹?xì)胞圖”向用戶顯示ROI中不同細(xì)胞類型的空間分布。“單元格映射”還包含有關(guān)ROI的一般信息，包括維度（最小邊界框）和單元格數(shù)量。至于“表達(dá)式映射”，此選項(xiàng)允許用戶查看單個(gè)標(biāo)記的空間表達(dá)式。用戶可以使用下拉菜單選擇或搜索他們感興趣的標(biāo)記?？梢砸淮尾榭炊鄠€(gè)表達(dá)式映射，因此用戶可以比較不同標(biāo)記的空間表達(dá)式模式。用戶可以單擊 ROI 以獲得更大的視圖。所選標(biāo)記的表達(dá)分布的量化也在“表達(dá)圖”下提供。最后，通過選擇“標(biāo)記物的共定位”，用戶可以查看細(xì)胞中多個(gè)標(biāo)記物的表達(dá)，類似于免疫熒光和熒光原位雜交分析。用戶最多可以選擇兩到五個(gè)標(biāo)記，為每個(gè)標(biāo)記分配不同的顏色，以查看其表達(dá)式是否共定位。所有空間地圖都允許用戶調(diào)整點(diǎn)大小和畫布大小，并放大和縮小以檢查不同分辨率的組織結(jié)構(gòu)。Aquila 中顯示的所有可視化都可以下載為 PNG。

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