Segmentation aware probabilistic phenotyping of single-cell spatial protein expression data
Notice bibliographique
Résumé
Spatial protein expression technologies can map cellular content and organization by simultaneously quantifying the expression of >40 proteins at subcellular resolution within intact tissue sections and cell lines. However, necessary image segmentation to single cells is challenging and error prone, easily confounding the interpretation of cellular phenotypes and cell clusters. To address these limitations, we present STARLING, a probabilistic machine learning model designed to quantify cell populations from spatial protein expression data while accounting for segmentation errors. To evaluate performance, we develop a comprehensive benchmarking workflow by generating highly multiplexed imaging data of cell line pellet standards with controlled cell content and marker expression and additionally established a score to quantify the biological plausibility of discovered cellular phenotypes on patient-derived tissue sections. Moreover, we generate spatial expression data of the human tonsil—a densely packed tissue prone to segmentation errors—and demonstrate cellular states captured by STARLING identify known cell types not visible with other methods and enable quantification of intra- and inter- individual heterogeneity. Spatial expression assays are affected by segmentation errors leading to difficulty interpreting cell types. Here, the authors introduce a machine learning model to infer cell types accounting for such errors, and evaluation metrics and gold-standard datasets to enable further advances in this area.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».