Aquila：空间组学数据库和分析平台

‍‍‍‍‍

       高度复杂生物过程，例如神经系统发育、糖尿病和癌症等疾病的进展，由于组织的异质细胞性质和细胞之间的复杂相互作用，研究起来极具挑战性。然而，组织内细胞的空间分布与其功能和谱系轨迹呈正相关。因此，了解组织的空间组织和细胞之间的进化关系对于捕捉发育过程的不同步骤和疾病的完整画像至关重要。最近空间组学技术的快速发展和采用加速了我们对这些基本过程的理解。空间组学是一种快速发展的方法，通过将空间知识与转录本或蛋白质表达信息相结合来探索组织微环境和细胞网络。
        最近，澳门大学团队发布了一个空间组学数据的综合平台——Aquila（https://aquila.cheunglab.org），该数据相关文章发表在Nucleic Acids Res期刊（IF:19.160）。

       Aquila支持所有类型的空间组分数据，包括转录组和蛋白质组，2D和3D，以及来自不同技术的数据。Aquila目前拥有来自15种技术的107个数据集，拥有1570万个细胞。Aquila为用户提供多种格式的空间组学数据可视化，如细胞图、表达图和标记物的共同定位。用户还可以轻松地检索任何数据集，并直接在同一浏览器中运行一系列集成分析，包括通常需要编码技能的高级空间分析。此外，用户可以向Aquila提交自己的空间组学数据，并执行与数据库中发现的数据集相同的分析。我们通过在本地存储所有用户数据集而不将其上传到远程服务器来解决数据隐私问题。最后，Aquila也可以通过渐进式web应用程序标准作为单独的应用程序安装在桌面上。

查询和选择数据
       要查询和选择数据集，用户必须首先单击主页上的“浏览”按钮，这会将他们定向到“数据集”页面。每张卡片都突出显示了数据集的基本信息，包括物种、组织、疾病、技术、分子、数据集的统计数据和相关出版物。Aquila在同一页面上有一个强大的过滤面板，可以帮助用户更快地查找他们感兴趣的数据集。用户可以根据物种、技术、组织或疾病等多种条件选择数据集。他们还可以通过对任何关键字运行模糊搜索来查找数据集。还支持按基因名称（不区分大小写）搜索数据集。缩小搜索范围后，用户可以按出版物名称、年份或细胞/ROI/基因的数量按升序或降序对过滤后的数据集进行排序。Aquila还支持从“出版物”页面查看数据集，因为每个出版物可能包含多个数据集。用户找到感兴趣的数据集后，可以通过选择“查看”按钮来详细探索它。进入数据详情页后，用户还可以通过功能丰富的数据表选择查看每个数据集中的不同ROI。默认值将显示数据集中的第一个 ROI。

可视化空间地图
       空间地图以 2D 或 3D 形式显示，具体取决于数据集。用户可以通过选择他们想要在 ROI 预览面板中查看的一个或多个 ROI 来获取数据集的一般概述。然后，他们可以从 ROI 预览面板中一次选择一个 ROI，以便获取其他详细信息。用户选择 ROI 后，可以通过在“单元格映射”、“表达式映射”和“标记的协同定位”之间切换来查看 ROI 的不同内容。“细胞图”向用户显示ROI中不同细胞类型的空间分布。“单元格映射”还包含有关ROI的一般信息，包括维度（最小边界框）和单元格数量。至于“表达式映射”，此选项允许用户查看单个标记的空间表达式。用户可以使用下拉菜单选择或搜索他们感兴趣的标记。可以一次查看多个表达式映射，因此用户可以比较不同标记的空间表达式模式。用户可以单击 ROI 以获得更大的视图。所选标记的表达分布的量化也在“表达图”下提供。最后，通过选择“标记物的共定位”，用户可以查看细胞中多个标记物的表达，类似于免疫荧光和荧光原位杂交分析。用户最多可以选择两到五个标记，为每个标记分配不同的颜色，以查看其表达式是否共定位。所有空间地图都允许用户调整点大小和画布大小，并放大和缩小以检查不同分辨率的组织结构。Aquila 中显示的所有可视化都可以下载为 PNG。

‍‍‍‍‍