SGS：零代码实现单细胞与空间多模态数据整合可视化与协同探索浏览器

近年来，单细胞和空间多模态组学（scMulti-omics）技术的迅猛发展，使我们能够在细胞层面获取多组学信息，如RNA表达、蛋白质丰度、DNA甲基化、染色质可及性和空间信息。这些技术改变了我们对基因调控、表观遗传变异、蛋白质表达动力学和细胞相互作用的理解。在创新的平台、多样化的工具和新颖的方法的推动下，单细胞和空间组学研究近年来经历了前所未有的增长，产生了大量的多组学数据。如何实现这些海量，高维度和多样性的多组学数据的联合可视化和协同挖掘是一个重大挑战。总的来说，大多数现有的可视化工具在安装方便性、多模态集成和比较可视化方面都存在局限性，开发新的可视化工具迫在眉睫！

( 论文见bioRxiv : https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.19.604227v1)

SGS的使命

SGS（Single-cell and spatial multi-omics browser）是一个用户友好、协作的和多功能的单细胞与空间多组学浏览器。SGS 致力于为研究团队提供一个快速简便的跨平台数据可视化服务站，通过提供丰富的可视化模块， 多维比较可视化、多面板协同和协作探索功能，帮助研究人员从 scMulti-omics 数据中挖掘新的见解。

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SGS 的四大核心功能

1. 图形化快速安装与数据共享可视化

• 图形化一键安装部署：无需编程，零代码快速搭建数据可视化和共享平台。
• 兼容多种系统：支持 Linux、Windows 和 macOS系统，提供多种访问方式（Web URL、客户端）实现多用户协同探索。
• 批量上传与管理：支持数据批量上传与模块化管理，提升工作效率。

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2. 多模态数据整合与协同可视化

• 多模态数据可视化：支持 snRNA、Visium、slide-seq、setro-seq、scATAC、scMethylC、sc-eQTL、scHiC 等多模态数据可视化。
• 强大的可视化功能：包括单细胞和空间（SC）模块、单细胞和基因组（SG）模块，提供灵活的界面布局和多面板互动。
• 丰富的注释信息：Marker 基因表、元数据信息、细胞比例计算、组织切片添加等数据可视化
• 全新的基因组浏览器框架：支持 GFF、VCF、BED、BW、GWAS、MethylC、HiC、Longrange、Biginteract 等多种格式的基因组数据可视化。

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3. 强大的比较可视化功能

• 双染色体可视化模块：支持双染色体间的组学数据比较可视化,允许拖拽,放大,缩小等交互式操作。
• scMultiView 和 scCompare 功能：支持多模态数据跨模态比较，空间多样本以及多marker比较可视化，提供小提琴图，散点图，气泡图，热图等多种绘图样式。

(scCompare功能界面)

(scMultiVie功能界面)

(双染色体比较可视化界面)

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4. 广泛的数据格式兼容性**

• 支持多种数据格式：兼容 AnnData、MuData 及多种 genome-mapped 文件格式（如 GFF、VCF、BED、methylC、GWAS 等）。
• SgsAnnData R 包：通过配套的R包SgsAnnData，SGS可以兼容Seurat、ArchR、Signac和Giotto等主流分析工具的数据格式。

应用实例

Mouse Embryo Spatial Transcriptomics 数据

我们应用SGS展示了E9.5-E16.5时期老鼠胚胎发育矢面切片setro-seq数据，通过2D 散点图以及基因检索功能,我们能够获得全部时期胚胎矢状切片的基因表达、基因共表达模块和调控的空间图谱，有利于深入理解老鼠胚胎发育过程中细胞类群的动态分化过程！

Human PFC and HPC sn-m3C-seq 多模态数据

我们应用 SGS 展示了从 PFC 和 HPC 获取的 sn-m3C-seq 数据，通过协同可视化和跨模态集成功能，整合了基因注释、SNP 变异、CG 甲基化、3D 染色质相互作用信息和单细胞视图，为研究精神分裂症等疾病提供了全面的视觉探索！

Mouse brain 10x Visium 多样本数据

在此案例中，我们使用 SGS 对小鼠大脑 10x Visium 空间多样本数据进行展示。通过 scCompare、scMultiView 和 MetaChart 功能，实现了前后脑切片细胞空间异质性、细胞比例及关键 marker 基因可视化比较，为探索小鼠前后脑细胞类型和状态的提供宝贵见解！

Mouse 11.5 embryo Spatial-ATAC-seq 数据

我们应用SGS展示了小鼠胚胎发育过程中空间染色质可及性景观的Spatial-ATAC-seq数据，通过SG模块有效的整合了细胞特异性染色质可及性信号，细胞空间分布与表达异质性信息促进了快速获取目标基因在单细胞水平上的表观基因组信号和空间表达差异，深入理解小鼠胚胎发育过程中的基因调控机制和表达模式提供了强大工具！

Human oneK1K sc-eQTL 数据

我们应用SGS展示了OneK1K研究的sc-eQTL数据，通过SGS的基因组框架，单细胞面板以及多面板互动设计，实现了14种主要细胞类群eQTL track，UMAP聚类图谱展示以及关键基因gwas位点共定位可视化，为基因遗传变异、基因表达以及细胞功能和疾病之间的关系研究提供了新的见解！

相关链接

Github: https://github.com/fanglu0411/sgs/tree/main

Website: https://sgs.bioinfotoolkits.net/home

Relate link: https://github.com/bio-xtt/SgsAnnDataV2

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