Xenium数据分析 | 使用Xenium Ranger重新分析数据

Xenium Onboard Analysis介绍

Xenium组织空间原位多组学分析系统具有许多技术优势，已成为以亚细胞分辨率分析多重空间基因表达和蛋白质表达的理想产品。该平台的核心是全自动和高通量的Xenium分析仪，可以自动进行探针标记、成像和机载数据分析等全流程功能。Xenium分析仪能够在图像采集和生化循环的同时处理图像，立即获得可解读的数据。Xenium Onboard Analysis（XOA）是一款在仪器上运行的软件，专门用于同时收集和处理Xenium在situ基因表达数据，Xenium机载分析自动解码转录本和分割细胞，无需在仪器运行结束后通过复杂而耗时的步骤来处理数据。

Xenium Ranger介绍

Xenium Ranger 是一款强大的工具，用于重新处理和分析 Xenium 在 situ 基因表达数据。它提供了多种功能，包括重新标记解码的转录本基因标签、重命名样本元数据字段、重新运行细胞和核的分割算法，以及导入社区开发工具或先前 Xenium Onboard Analysis 输出包中的 2D 核和/或细胞分割结果。

Xenium Ranger下载

Xenium Ranger 10x官方下载地址：https://www.10xgenomics.com/support/cn/software/xenium-ranger/downloads

下载后直接解压使用

Xenium Ranger主要功能

一）重新标记

主要使用场景，实验的时候不小心选了和本次实验不对应的基因panel文件(比如说本次实验使用的是5k基因panel，但是Xenium Onboard Analysis的时候却选择了其他的panel文件)，用这个功能就能把基因标签修正过来，而不需要重新做实验；运行命令如下：

复制代码

xeniumranger relabel --id=output_relabel \ #输出结果文件夹名称
                     --xenium-bundle=output-XETG00077__0040306__11155-TF-1_ROI_B1__20240621__173354 \ #原始的Xenium输出结果路径
                     --panel=./xenium_human_brain_gene_expression_panel.json \ #本次实验使用的基因panel文件
                     --localcores=32 \
                     --localmem=128

二）重命名

重命名功能就是个"改名小助手"，能帮我们快速更新样本的 region_name 和 cassette_name，而且所有相关输出文件里的名字都会跟着一起改，特别方便。要是你觉得之前的命名不太规范，用它就能轻松搞定。运行命令如下：

复制代码

xeniumranger rename --id=output_relabel \
                    --xenium-bundle=output-XETG00077__0040306__11155-TF-1_ROI_B1__20240621__173354 \
                    --region-name="ROI1" \
                    --cassette-name="cassette 1"

三）细胞重新分割

通过调整分割参数，如核扩展距离（默认5um）、DAPI强度阈值，Xenium Ranger可以重新运行细胞和核的分割过程，优化分割结果，提高分析的精度。运行命令如下：

复制代码

xeniumranger resegment --id=output_resegementation \
                       --xenium-bundle=xenium-bundle=output-XETG00077__0040306__11155-TF-1_ROI_B1__20240621__173354 \
                       --expansion-distance=10 \
                       --dapi-filter 25 \
                       --localcores=32 \
                       --localmem=128

四）导入自定义分割数据

如果你使用了其他社区开发的工具进行分割，Xenium Ranger支持导入这些工具生成的分割数据，并基于这些数据重新生成 Xenium的输出文件。运行命令如下：

复制代码

xeniumranger import-segmentation --id=output_import-resegementation \
                                 --xenium-bundle=resgementation2/outs \
                                 --transcript-assignment=segmentation.csv \
                                 --viz-polygons=segmentation_polygons.json \
                                 --units=microns \
                                 --localcores=32 \
                                 --localmem=128

总结

简单理解就是Xenium Onboard Analysis（XOA）是Xenium实验仪器上运行的软件，用于在实验过程中实时分析和处理数据。它生成了一系列输出文件，包括转录本数据、细胞数据、形态学图像等。这些文件是 Xenium Ranger的输入基础。而Xenium Ranger则是在XOA的基础上，提供了一个灵活的离线分析平台。它允许用户在实验完成后，根据需要对XOA生成的数据进行进一步的处理和分析。这种设计使得Xenium Ranger与 XOA 形成了一个完整的工具链，为Xenium数据的深入研究提供了强大的支持。