aertslab/pyscenic

pySCENIC Docker镜像文档

镜像概述和主要用途

pySCENIC是SCENIC（Single-Cell rEgulatory Network Inference and Clustering，单细胞调控网络推断与聚类）流程的快速Python实现。它使生物学家能够从单细胞RNA-seq数据中推断转录因子、基因调控网络和细胞类型。该流程最初在R中开发，研究成果发表于《Nature Methods》。pySCENIC可在单台桌面机上运行，也可通过dask分布式计算框架轻松扩展到多核集群，快速分析数千个细胞。

核心功能和特性

• 高效实现：SCENIC流程的快速Python实现，处理速度优异
• 可扩展性：支持从单台桌面机到多核集群的扩展，通过dask框架实现分布式计算
• 全面分析能力：能够推断转录因子、构建基因调控网络并进行细胞类型鉴定
• 多环境支持：可通过Docker和Singularity容器化部署，支持命令行界面和交互式Jupyter notebook内核

使用场景和适用范围

适用于单细胞RNA-seq数据分析领域，特别适合需要从单细胞转录组数据中解析基因调控网络、识别关键转录因子及进行细胞类型分类的生物学研究。无论是小型桌面分析还是大规模集群处理，均能满足需求。

使用方法和配置说明

pySCENIC可通过Docker或Singularity使用，支持两种方式：作为pySCENIC命令行界面的入口，或作为交互式Jupyter notebook内核。

命令行界面

使用命令行界面时，需确保feather数据库、转录因子文件和motif注释数据库可被容器访问。以下示例通过挂载输入、输出和数据库目录实现。

pySCENIC CLI通过Docker运行需执行以下三个步骤：

步骤1：推断基因调控网络（GRN）

bash
docker run -it --rm \
    -v /data:/data \
    aertslab/pyscenic:0.12.0 pyscenic grn \
        --num_workers 6 \  # 工作进程数
        -o /data/expr_mat.adjacencies.tsv \  # 输出邻接矩阵文件路径
        /data/expr_mat.tsv \  # 输入表达矩阵文件路径
        /data/allTFs_hg38.txt  # 转录因子列表文件路径

步骤2：构建调控子（CTX）

bash
docker run -it --rm \
    -v /data:/data \
    aertslab/pyscenic:0.12.0 pyscenic ctx \
        /data/expr_mat.adjacencies.tsv \  # 步骤1输出的邻接矩阵文件
        /data/hg19-tss-centered-5kb-7species.mc9nr.genes_vs_motifs.rankings.feather \  # 5kb TSS区域motif排名数据库
        /data/hg19-tss-centered-10kb-7species.mc9nr.genes_vs_motifs.rankings.feather \  # 10kb TSS区域motif排名数据库
        --annotations_fname /data/motifs-v9-nr.hgnc-m0.001-o0.0.tbl \  # motif注释文件路径
        --expression_mtx_fname /data/expr_mat.tsv \  # 输入表达矩阵文件路径
        --mode "custom_multiprocessing" \  # 多进程模式
        --output /data/regulons.csv \  # 输出调控子文件路径
        --num_workers 6  # 工作进程数

步骤3：计算调控子活性（AUCell）

bash
docker run -it --rm \
    -v /data:/data \
    aertslab/pyscenic:0.12.0 pyscenic aucell \
        /data/expr_mat.tsv \  # 输入表达矩阵文件路径
        /data/regulons.csv \  # 步骤2输出的调控子文件
        -o /data/auc_mtx.csv \  # 输出AUCell矩阵文件路径
        --num_workers 6  # 工作进程数

网站

更多信息请访问 LCB 和 SCENIC。

许可证

GNU General Public License v3