scLiverDB：肝臟單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫

       肝臟是一個重要的器官，具有廣泛的代謝功能和許多獨(dú)特的免疫特性。在解剖學(xué)上，人的肝臟由4個葉組成，小鼠的肝臟由5個葉組成。肝小葉是肝臟的基本結(jié)構(gòu)單元。肝小葉中的血液從門脈和肝竇網(wǎng)絡(luò)流向中央靜脈。高度結(jié)構(gòu)化的分帶構(gòu)建了一個梯度代謝微環(huán)境，促進(jìn)氧氣攝入、檢測和清除感染，并吸收氮和激素。在免疫學(xué)中，肝臟富含豐富的常駐免疫細(xì)胞，這些免疫細(xì)胞以各種模式分布在肝細(xì)胞和門脈周圍，可以從血液中募集免疫細(xì)胞。由于肝臟是一個免疫耐受器官，它不僅對腸道中的病原體和微生物群敏感，而且經(jīng)常發(fā)生原發(fā)性腫瘤和轉(zhuǎn)移。因此，促進(jìn)細(xì)胞群體在肝臟再生、生理、疾病和癌癥方面的研究迫在眉睫。
       肝臟的單細(xì)胞RNA測序（scRNA-seq）已被廣泛應(yīng)用于構(gòu)建肝細(xì)胞圖譜，揭示了疾病和發(fā)育階段肝臟的不同亞型和特征。scRNA-seq報道了關(guān)鍵基因、未知細(xì)胞亞型和細(xì)胞間通訊，為正常和患病肝臟提供了多維視角，極大地提高了我們對肝臟發(fā)育和功能的理解。這些發(fā)現(xiàn)對于開發(fā)免疫療法和臨床治療的潛在靶點(diǎn)也是非常寶貴的。然而，沒有一項研究整合了這些肝臟scRNA-seq數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行了系統(tǒng)分析，以有效地破譯可變的肝臟轉(zhuǎn)錄特征。
       最近，Small Methods期刊雜志（IF=12.4）上發(fā)表了題為“scLiverDB: a database of human and mouse liver transcriptome landscapes at single-cell resolution”的文章。該文章主要介紹scLiverDB數(shù)據(jù)庫（http://bioinfo.life.hust.edu.cn/liverdb），該數(shù)據(jù)庫收錄人類和小鼠肝臟的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。

       scLiverDB當(dāng)前版本收集兩個物種（人和小鼠），62個數(shù)據(jù)集，9050個樣品，11種肝臟疾病類型，9種單細(xì)胞建庫平臺，以及23個肝臟發(fā)育時間點(diǎn)數(shù)據(jù)，共計1741734個高質(zhì)量細(xì)胞的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，其中，1071108個人類肝臟細(xì)胞；670626個小鼠肝臟細(xì)胞。在人類肝臟中鑒定出115種細(xì)胞類型，在小鼠肝臟中鑒定出45種細(xì)胞類型。11種疾病類型，包括正常、損傷、細(xì)菌感染、急性肝衰竭、非酒精性脂肪性肝?。∟AFLD）、非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、肝纖維化、肝硬化、腫瘤干細(xì)胞（CSC）、肝內(nèi)膽管癌（iCCA/ICC）和肝癌（HCC）。對于人類細(xì)胞類型，注釋了7種肝細(xì)胞亞型，6種內(nèi)皮細(xì)胞亞型、14種祖細(xì)胞亞型和11種疾病相關(guān)細(xì)胞亞型以及62種免疫細(xì)胞和17種其他細(xì)胞亞型。對于小鼠細(xì)胞類型，注釋了4種肝細(xì)胞亞型、5種內(nèi)皮細(xì)胞亞型和7種祖細(xì)胞亞型，6種疾病相關(guān)細(xì)胞亞型以及14種免疫細(xì)胞和8種其他細(xì)胞亞型。
       所有細(xì)胞類型及其標(biāo)記都列在scLiverDB的“文檔”頁面上。數(shù)據(jù)庫構(gòu)建了以下四個模塊來探索scLiverDB中人類和小鼠肝臟基因表達(dá)譜的景觀：（i）瀏覽每個數(shù)據(jù)集和多尺度分析結(jié)果；（ii）在數(shù)據(jù)集中顯示基因表達(dá)的多種可視化方法；（iii）比較數(shù)據(jù)集之間的基因表達(dá)；（iv）時間序列scRNA-seq數(shù)據(jù)集中的基因表達(dá)模式。

瀏覽數(shù)據(jù)集
       數(shù)據(jù)庫構(gòu)建了“瀏覽”頁面，允許用戶通過點(diǎn)擊分層分類樹。具體來說，用戶可以點(diǎn)擊GSE115469的層次分類樹。然后，數(shù)據(jù)集的詳細(xì)信息將顯示在右側(cè)面板中。全球信息包括文章標(biāo)題、登錄、物種、階段、條件、期刊、PMID和平臺。數(shù)據(jù)統(tǒng)計部分包括數(shù)據(jù)集概述、UMAP/tSNE降維圖、細(xì)胞成分和每個聚類中前3個標(biāo)記基因的表達(dá)。單擊細(xì)胞類型時，將顯示重要DEG和KEGG/GO富集結(jié)果的列表。

數(shù)據(jù)比較
       scLiverDB支持不同scRNA-seq數(shù)據(jù)集之間的基因表達(dá)比較，以單細(xì)胞分辨率探索不同肝病或發(fā)育階段的異質(zhì)性。在“比較”頁面上， scLiverDB的所有數(shù)據(jù)集顯示在一個表格中，其中包含詳細(xì)信息，包括數(shù)據(jù)集ID、物種、階段、文章信息、細(xì)胞數(shù)量、技術(shù)平臺和數(shù)據(jù)集描述。選擇兩個數(shù)據(jù)集并單擊“比較”按鈕后，將顯示按細(xì)胞類型著色的UMAP圖。然后，用戶可以搜索多個基因，以同時比較其細(xì)胞類型分布（tSNE/UMAP）和基因表達(dá)水平。
差異表達(dá)
       在“差異表達(dá)”頁面上，scLiverDB提供了比較健康和患病肝臟中特異性表達(dá)基因的功能。用戶可以選擇感興趣的疾病和多個基因進(jìn)行搜索。點(diǎn)擊“Diff”按鈕后，小提琴圖和特征圖（UMAP）將顯示不同細(xì)胞類型中的基因表達(dá)分布和pro文件。
搜索
       在“搜索”頁面上，scLiverDB在一個項目中提供了五種方法可視化的多個基因搜索。脊線圖和小提琴圖顯示了輸入基因在不同細(xì)胞類型中的表達(dá)譜和分布。特征圖顯示了細(xì)胞在低維空間中的表達(dá)（通過UMAP降維），細(xì)胞由基因的表達(dá)值著色。此外，熱圖反映了前50個細(xì)胞在細(xì)胞類型水平上的基因表達(dá)，而點(diǎn)圖說明了在單細(xì)胞分辨率下表達(dá)的細(xì)胞百分比、不同細(xì)胞類型中的基因（按點(diǎn)大?。┖推骄虮磉_(dá)水平（按點(diǎn)顏色）