SCAR：癌癥單細胞和空間數(shù)據(jù)庫

       在癌細胞中觀察到的大量異質(zhì)性，包括基因表達、細胞組成和免疫微環(huán)境的差異，對準確診斷和治療提出了重大挑戰(zhàn)。然而，單細胞RNA測序（scRNA-seq）和空間轉(zhuǎn)錄組（ST）技術(shù)的進步為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)提供了有希望的新途徑。通過能夠以單細胞分辨率解剖癌細胞多樣性并彌補源組織空間信息的缺乏，這些發(fā)展可以為分析癌癥的復雜性提供新的機會。目前，scRNA-seq 和 ST 已揭示了各種組織在各種條件下的轉(zhuǎn)錄和空間景觀。

       隨著全球大量單細胞數(shù)據(jù)集的迅速出現(xiàn)，研究人員必須能夠訪問和解釋大規(guī)模的癌癥基因組學資源。最近建立的單細胞數(shù)據(jù)庫是合成和呈現(xiàn)大量單細胞數(shù)據(jù)用于研究的有效工具。為了利用從ST（26）、MERFISH（27）和Visium（28）等高通量方法獲得的細胞位置，中國醫(yī)學科學院團隊構(gòu)建了單細胞和空間分辨癌癥資源（SCAR）數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包含廣泛的癌癥相關(guān)資源。該數(shù)據(jù)庫包括兩個不同的組成部分：SCAR_ST，一個空間轉(zhuǎn)錄組圖譜，包含來自21個腫瘤組織的數(shù)據(jù)，SCAR_Atlas，包含395個癌癥亞型的單細胞圖譜。設(shè)計了用于篩選腫瘤生物標志物和分析基因表達模式的其他模塊。通過對公開可用的癌癥數(shù)據(jù)集的廣泛分析，SCAR作為癌癥基因組學的多功能在線平臺，使用戶能夠在組織、細胞和基因水平上揭示癌癥的復雜性。

       SCAR數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)頁是使用HTML、CSS和PHP設(shè)計的。數(shù)據(jù)可視化是使用 R 語言實現(xiàn)的，而 JavaScript 用于創(chuàng)建交互式用戶界面。SCAR 網(wǎng)站目前托管在配備 Apache Web 服務(wù)器軟件包的高性能 Linux 服務(wù)器上。該數(shù)據(jù)庫包括來自11種癌癥亞型的301352395個細胞的單細胞圖譜，以及21種組織類型的空間轉(zhuǎn)錄組圖譜?！爸黜摗表撁鏋橛脩籼峁┝硕鄻踊腿娴臄?shù)據(jù)庫概述，并能夠自由探索每個模塊的功能。在“統(tǒng)計”頁面上，用戶可以訪問和探索數(shù)據(jù)庫中可用的多組學技術(shù)、細胞數(shù)量和癌癥類型的綜合數(shù)據(jù)。

       SCAR_ST模塊提供來自三個物種（人類、小鼠和斑馬魚）的 41 個空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集，包括37個人類數(shù)據(jù)集（膀胱、大腦、乳房、腸、腎臟、大腸、肝臟、肺、淋巴結(jié)、卵巢、胰腺、前列腺、皮膚、胃和子宮）、1 個小鼠數(shù)據(jù)集（肺、胃和尾皮膚）和斑馬魚數(shù)據(jù)集。用戶可以通過單擊與人類、小鼠和斑馬魚解剖結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的解剖學標簽或單獨搜索基礎(chǔ)表，輕松查詢所選數(shù)據(jù)集中特定基因的空間表達模式。單擊解剖標簽后，用戶將被定向到一個基礎(chǔ)表，其中包含數(shù)據(jù)集中表達的所有基因，以及所選基因的空間表達模式圖和源信息。此外，所有圖像均可供下載以供進一步分析。

       SCAR_Atlas模塊包含四種類型的癌癥單細胞圖譜，包括人、小鼠、類器官和細胞系，涵蓋395種癌癥亞型的523個scRNA-seq 數(shù)據(jù)集。用戶可以首先使用頁面頂部的“高級搜索”按鈕單獨或結(jié)合多個條件查詢scRNA-seq數(shù)據(jù)集。用戶可以根據(jù)物種、已發(fā)表的期刊、癌癥類型、樣本組織、疾病系統(tǒng)、細胞類型、測序技術(shù)和細胞數(shù)量篩選感興趣的數(shù)據(jù)集。單擊“應(yīng)用搜索”按鈕后，搜索結(jié)果將顯示在下表中。在每個癌癥圖譜中，用戶有多個選項來搜索單細胞數(shù)據(jù)集。這些包括在列中進行分層選擇，單擊相應(yīng)癌癥亞型的圖像，或從詞云中選擇相關(guān)名稱。下表將顯示數(shù)據(jù)集的信息，包括細胞信息、基因表達、圖形可視化和數(shù)據(jù)源，可以使用ShinyCell鏈接進一步查詢。在“詳細信息”頁面上，用戶將找到與SCAR_Atlas_0790數(shù)據(jù)集相關(guān)的完整信息列表，包括癌癥類型分類、數(shù)據(jù)集中的細胞數(shù)量、包含的特定細胞類型以及數(shù)據(jù)來源的文章。用戶可以訪問七個部分來可視化基因的基因表達譜和基因的細胞類型信息，包括低維的細胞信息和基因表達、任意兩個基因的基因共表達、不同細胞類型的小提琴圖/箱線圖、細胞類型組成的比例圖以及多達 50 種基因表達模式的氣泡圖/熱圖。

       SCAR_CT模塊由腫瘤微環(huán)境中的 10 種細胞類型組成，即 T 細胞、B 細胞、樹突狀細胞、單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、嗜堿性粒細胞、肥大細胞、成纖維細胞和內(nèi)皮細胞。通過選擇感興趣的細胞類型的圖像，用戶可以訪問有關(guān)細胞類型的更多信息，包括每個細胞亞型的數(shù)量和通過數(shù)據(jù)集詳細信息。通過單擊綠色的“詳細信息”按鈕，用戶還可以跟蹤數(shù)據(jù)集的來源。

       SCAR_Meta模塊允許用戶篩選SCAR_Atlas中每種獨特細胞類型的代謝特征，涵蓋28個類別的所有癌癥類型。選擇特定的癌癥類型進行搜索后，下表將列出該癌癥類型中包含的所有癌癥亞型。通過單擊表格用戶可以訪問一系列顯示數(shù)據(jù)集中所有細胞類型的代謝途徑的圖。用戶可以通過選擇圖像部分中的“下載”按鈕自由下載所有圖表。

       SCAR_Survival模塊繪制了 31 種癌癥類型中每個測試基因的生存曲線。要查看特定基因的生存曲線，用戶可以從表中選擇相應(yīng)的基因符號，按癌癥類型分為八個系統(tǒng)類別。通過單擊“查看生存曲線”列中的圖標，相應(yīng)癌癥類型中所選基因的生存曲線將顯示在下面。