Evaluation of methods to assign cell type labels to cell clusters from single-cell RNA-sequencing data
Notice bibliographique
Résumé
Background: Identification of cell type subpopulations from complex cell mixtures using single-cell RNA-sequencing (scRNA-seq) data includes automated steps from normalization to cell clustering. However, assigning cell type labels to cell clusters is often conducted manually, resulting in limited documentation, low reproducibility and uncontrolled vocabularies. This is partially due to the scarcity of reference cell type signatures and because some methods support limited cell type signatures. Methods: In this study, we benchmarked five methods representing first-generation enrichment analysis (ORA), second-generation approaches (GSEA and GSVA), machine learning tools (CIBERSORT) and network-based neighbor voting (METANEIGHBOR), for the task of assigning cell type labels to cell clusters from scRNA-seq data. We used five scRNA-seq datasets: human liver, 11 Tabula Muris mouse tissues, two human peripheral blood mononuclear cell datasets, and mouse retinal neurons, for which reference cell type signatures were available. The datasets span Drop-seq, 10X Chromium and Seq-Well technologies and range in size from ~3,700 to ~68,000 cells. Results: Our results show that, in general, all five methods perform well in the task as evaluated by receiver operating characteristic curve analysis (average area under the curve (AUC) = 0.91, sd = 0.06), whereas precision-recall analyses show a wide variation depending on the method and dataset (average AUC = 0.53, sd = 0.24). We observed an influence of the number of genes in cell type signatures on performance, with smaller signatures leading more frequently to incorrect results. Conclusions: GSVA was the overall top performer and was more robust in cell type signature subsampling simulations, although different methods performed well using different datasets. METANEIGHBOR and GSVA were the fastest methods. CIBERSORT and METANEIGHBOR were more influenced than the other methods by analyses including only expected cell types. We provide an extensible framework that can be used to evaluate other methods and datasets at https://github.com/jdime/scRNAseq_cell_cluster_labeling .
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,019 | 0,030 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,003 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,005 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,001 |
| Communication savante | 0,003 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».