R tips：celltrek细胞共定位分析

CellTrek 是一个空间分析工具包，可以做单细胞和空间的整合分析、空间细胞共定位和空间基因表达分析。

它的共定位分析可以找到空间上距离相互靠近的细胞，并以网络图的形式呈现。

官方教程中，共定位分析需要依赖整合单细胞和空间数据之后的celltrek对象，本文则只使用空间数据进行共定位分析。同时官方提供了一个shiny程序用于展示共定位网络结构，交互性很好，但是无法导出图片，本文则使用igraph从头绘制共定位网络图。

仍以10X的xenium breast官方数据为例，下载后解压。

读取数据，构造用于celltrek共定位分析的对象

# read xenium gene expression data
xenium_expr  Read10X_h5("Xenium_V1_FFPE_Human_Breast_IDC/cell_feature_matrix.h5")
xenium  CreateSeuratObject(
    xenium_expr$`Gene Expression`,
    min.cells = 10,
    min.features = 10
  ) %>%
  RenameCells(add.cell.id = "cell")
# read cell coords data
# 3 column should exists to run CellTrek::scoloc analysis
# coord_x, coord_y, id_new
coords_xenium  arrow::read_parquet("Xenium_V1_FFPE_Human_Breast_IDC/cells.parquet")
meta_coords 
  coords_xenium %>%
  dplyr::select(
    cell_id,
    coord_x = x_centroid,
    coord_y = y_centroid
  




    
) %>%
  mutate(cell_id = str_c("cell", cell_id, sep = "_")) %>%
  mutate(id_new = cell_id) %>%
  column_to_rownames("cell_id")
xenium  xenium %>% AddMetaData(meta_coords)

构造模拟的组别和细胞注释，这里只是示意，正常情况下，group是分析组别，annotation是注释好的细胞类型。

set.seed(1234)
xenium$group  sample(LETTERS[1:3], size = ncol(xenium), replace = TRUE)
xenium$annotation  sample(str_c("Cell", LETTERS[1:10], sep = "_"), size = ncol(xenium), replace = TRUE)

展示一下此时的数据，为了提高绘图速度，只是用10%的细胞绘制空间原位图：

# spatial plot
xenium[[]] %>%
  dplyr::slice_sample(prop = 0.1) %>%
  ggplot(aes




    
(x = coord_x, y = coord_y)) +
  geom_tile(aes(fill = group), height = 20, width = 20) +
  coord_equal() +
  ggsci::scale_fill_aaas() +
  theme_void()
xenium[[]] %>%
  dplyr::slice_sample(prop = 0.1) %>%
  ggplot(aes(x = coord_x, y = coord_y)) +
  geom_tile(aes(fill = annotation), height = 20, width = 20) +
  coord_equal() +
  ggsci::scale_fill_igv() +
  theme_void()

空间共定位

# run CellTrek analysis sequentially for the three groups
all_data_grp_ls  xenium %>% SplitObject(split.by = "group")
# run celltrek
all_celltrek_ls 
  all_data_grp_ls %>%
  map(function(sc){ # browser()
    graph_KL 
      CellTrek::scoloc(
        sc,
        col_cell   ='annotation',
        use_method ='KL',