TemporalVAE：在胚胎发生过程中，利用图谱辅助对时间序列单细胞转录组进行时间映射

《Nature Cell Biology》：TemporalVAE: atlas-assisted temporal mapping of time-series single-cell transcriptomes during embryogenesis

单细胞时间序列分析中，TemporalVAE模型通过双目标生成机制有效推断生物时间，解决了数据复杂性和实验批次耦合的难题。其在百万级细胞建模、跨平台分期验证及时空基因调控分析中表现优异，并成功应用于人类植入前时期及多灵长类胚胎比较研究。

　　

摘要

国际上的努力已经产生了大量的单细胞时间序列图谱数据集，例如关于小鼠胚胎发育的数据集，这些数据集为在生物医学研究中绘制疾病模型提供了参考。然而，由于细胞状态的复杂性以及时间戳与实验批次之间的紧密耦合，有效地利用这些数据进行单个数据集的时间分析颇具挑战性。在这里，我们介绍了TemporalVAE，这是一个具有双重目标设置的深度生成模型，它可以从压缩的潜在空间中推断出每个细胞的生物学时间，即使是在零样本设置下也是如此。通过使用小鼠发育图谱，我们展示了该模型在处理数百万个细胞时的可扩展性、跨平台进行细胞分期的准确性，以及通过计算机模拟扰动来识别时间敏感基因的可解释性。TemporalVAE能够在体内和体外条件下有效地对人类着床期的细胞进行分期，并支持人类、恒河猴和狨猴胚胎之间的跨灵长类动物比较，凸显了其在广泛生物医学应用中的潜力。