すべての動物実験はLUMC動物実験委員会によって承認され、オランダおよび欧州委員会のガイドラインに従ってLUMCの動物実験ガイドラインに従って実行された。 注:実験的セットアップのために、C57BL/6マウスを、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)の濃度0.3 x106細胞/200μLのマウス大腸腫瘍MC38で右脇腹に皮下接種した。10日後、腫瘍が触知可能な場合、マウスをPD-L1遮断抗体(クローンMIH-5、200μg/マウス、腹腔内注射)で治療するか、または模擬処理した。腫瘍をPD-L1注射の3日後に切除し、ex vivoを処理し、38マーカー13を用いてCyTOF質量サイトメトリーにより分析した。 1. データ分析のための機器とソフトウェア メモ: 2.4 GHz 以上のコンピュータ (Windows 7 以降) とプロセッサ I5、インストールされているメモリ RAM 6 GB、および 10 GB のハード ドライブの空き容量を使用します。RパッケージCytofastは、主にflowCore、pheatmap、およびggplotの既存の機能を使用しています。 R で実行されるコマンド ラインは、プロトコルに含まれます。R 命令のリソースはhttps://education.rstudio.com/にあります。 Cytofastパッケージをインストールするには、R (バージョン “3.6”) を起動し、次のコードを入力してバイオコンダクタバージョン 3.9 をインストールします。(!必須名前空間(“バイオックマネージャー”、静かに = TRUE))install.packages(“バイオックマネージャー”)バイオクマネージャー::インストール(「サイトファスト」) 次の手順を実行して、パッケージが目的の環境に読み込まれていることを確認します。図書館(サイトファスト) 2. クラスターの作成 メモ:サイトファストを用いてサイトスプロアとFlowSOMの2つのクラスタリング方法を紹介するために、PD-L1治療の3日後に腫瘍マイクロ環境におけるNK細胞(CD161+)を分析する。 によって実行されるクラスタリングCytosplore Cytosploreをダウンロードしてインストールした後、<www でホストされています。サイトスプロア.org>、[ ファイル ] メニューの [.fcs ファイル ] (補足ファイル 1.1 ~ 1.8 [Cytosplore 入力ファイル]) をアップロードします。サイトスプロアでFCSファイルを開きます。プロンプトが表示されたら[チャンネルとして一意のサンプルタグを追加]をクリックして、チャンネルとして一意のサンプルタグを追加し、双曲線アークシン変換の補因子を選択します(デフォルトは5)。 [H-SNEの実行] を選択し、HSNE レベル 3 を実行して、マップが生成されるまで待ちます。メモ:この手順は、分析されたセルの数と選択した HSNE のレベルに応じて、時間がかかる場合があります。 最初の HSNE レベルで、CD161 の正のセルを確認します。CD161+セルを選択し、[選択範囲にズームイン ] を右クリックします。2 番目のレベルでは、CD161+イベントのみを使用して 3 番目のレベルに到達する手順を繰り返します。 最後の tSNE マップが生成されたら、tSNE マップを右クリックしてCytosploreによって定義されたクラスターを保存し、[クラスターの保存] を選択します。Cytosploreによって求められた出力ファイルのディレクトリを選択し、このディレクトリを使用して .fcs ファイルを R に読み込むので、この場所をメモします。メモ:サブセットの数は、sigma 値を変更することで手動で変更できます。sigma 値はデフォルトで 30 に設定されています。ただし、実際のサブセット数は入力によって異なります。ここでは、Cytosploreは 10 個の異なるサブセットを検出し、各ファイルは 1 つのサブセットを表します。 出力ファイルの名前を変更する場合は、簡易名 (文字のみ) を使用すると、識別が容易になり、処理が容易になります。[ 保存 ] を選択して出力ファイルを保存します。メモ: 保存後、フォルダが .fcs ファイルを含むCytosploreによって作成され、各ファイルはCytosplore内の識別されたクラスタに対応しています。次のステップは、Cytofastの助けを借りてRにファイルをロードすることです。ここでは、生成された出力ファイルは補足ファイル 2.1 – 2.10 (Cytosplore 出力ファイル) で提供されます。 指定された関数を使用して、Cytosploreによって生成された出力ファイルを R にロードします。dirFCS <- "C:\\ユーザー\\ユーザー名\\デスクトップ\\トースタディ"cfデータ <- 読み取りサイトスプロールFCS(dir = dirFCS、colNames = "説明") 「時間」や「背景」などのパラメータを削除して、データを消去します。不要なパラメータに関連する列の位置を確認し、マトリックスから削除します。コル名(cfData@expr)cfData@expr<- cfData@expr[-c(3,4,6,8:10,46:49,51:54)]メモ: 不要な列は、生成されたマトリックスの列名を読み取ることによって表示されます。colnames(cfData@expr) をもう一度実行して、目的のパラメーターのみが取得されていることを確認します。 最初にリネージュ マーカーが表示され、次に機能マーカーが表示されるように、マーカーの順序を変更します。cfData@expr<- cfData@expr[,c(1,2,3,35,36,31,9,10,18,8,37,20,29,40,5,30,33,11,34,14,19,32,28,6,7,4,12,13,17,16,15,21,22,24,25,26,27,38,39)]メモ: ステップ 2.1.8 はオプションです。 臨床情報を含むスプレッドシートメタファイルをアップロードして、メタデータファイルをCytosploreから生成されたデータにリンクします (補足ファイル 3)。ライブラリ(読み取り)メタ <- read_excel("C:\\ユーザー\\ユーザー名\\デスクトップ\\sample_id.xlsx")cfData@samplesメモ: Cytosploreによって実行されているクラスタリングが完了しました。Cytosploreへの代替クラスタリング オプションはFlowSOMで、セクション 2.2 で説明されています。2 つのクラスタリング手順のいずれかを実行したら、視覚化手順 (セクション 3) に進みます。 によって実行されるクラスタリングFlowSOM 最初に次のコマンドを実行して、R にFlowSOMをインストールします。(!必須名前空間(“バイオックマネージャー”、静かに = TRUE))install.packages(“バイオックマネージャー”)バイオクマネージャー::インストール(「フローソム」)ライブラリ(フローソム) 同様の方法を使用して flowCore パッケージをインストールし、次の実行で環境に読み込みます。(!必須名前空間(“バイオックマネージャー”、静かに = TRUE))install.packages(“バイオックマネージャー”)バイオクマネージャー::インストール(「フローコア」)ライブラリ(フローソム) 既に CD161+ イベントでゲートされていた補足ファイル 4.1 ~ 4.8 (FCS FlowSOM 入力) で提供される生データを Read.flowSet 関数を使用して R にロードします。fcs_raw<- 読み取り.flowSet(パス="C:\\ユーザー\\ユーザー名\\\デスクトップ\\\トクラスタ"、パターン = ".fcs"、変換 = FALSE、truncate_max_range = FALSE、シード = 123) 適切な列を選択して関連する生物学的マーカー(「背景」または「時間」を削除)を選択し、以下のコードに示すようにarcsinh5の方法でデータを変換します(ここでは、列1、2、4、5、6、17、21、24、25、34、35、37、38、51、任意の生物学的マーカーに対応していません)。Cytosploreで以前に適用した 5 の補因子を適用するには、以下の関数でcofactor=5を選択します。fcs_raw<- fsApply(fcs_raw、 関数(x, 補因子=5){コル名(x) <- fcs_raw[1]]@parameters@data$descexpr <- exprs(x)expr <- アシン(expr[,,c,5,6,17,21,24,25,34,35,37,38,51)]/ 補因子)exprs(x) <- expr戻る(x)}) FlowSOM関数を使用してデータをクラスター化します。FlowSOMとCytosploreを比較するには、以前にCytosploreによって生成された出力として、10 個のサブセットにデータをクラスタ化することを選択します。fsom <- フローソム(fcs_raw, 変換関数 = FALSE, スケール = FALSE,スケーリングされた中心 = FALSE、スケーリングされたスケール = FALSE、サイレント = FALSE、colsToUse = c(1:37)nClus = 10、maxMeta = 10、重要度 = NULL、シード = 123)メモ: これはユーザーが手動で変更できます。 各セルを、識別されたサブセットとサンプル ID に割り当てます。subset_id <- as.factor(fsom$FlowSOM$マップマッピング[,1])レベル(subset_id) <- fsom$メタクラスタリングヘッド(subset_id) グループ割り当てを含む R (補足ファイル 5で使用可能) にメタデータ ファイルを読み込み、.fcs ファイルにリンクします。サンプル ID <- read_excel("C:\\ユーザー\\ユーザー名\\デスクトップ\\sample_id.xlsx")サンプル ID <- na.省略 (サンプル)サンプル ID サンプル ID <- as.factor(サンプル ID サンプル ID)サンプル$グループ <- as.factor(サンプル$グループ)サンプルid$CSPLR_ST .lt;- as.factor(サンプル$CSPLR_ST)サンプル ID <- as.data.frame(サンプル ID)名前(サンプルID)[3] <- "サンプルID"サンプル ID <- lapply(fsom$FlowSOM$メタデータ, 関数 (x){{rep(x[1], 各 = 長さ(x[1]:x[2])})attr(サンプル ID,’名前’) <- NULLサンプル ID <- as.factor(リスト解除(サンプル ID))サンプル ID <- データ フレーム(サンプル ID)レベル(サンプル ID) <- 貼り付け("ID", 1:dim(サンプルID)[1], sep="_")df <- データ.フレーム(subset_id、サンプル ID、fsom$FlowSOM$データ[, c(1:37)])名前を変更する <- データ.フレーム(コルパー=fcs_raw[1]]@parameters@data$desc)コル名(df) <- c("クラスタ ID","サンプル ID", 名前の変更 $colpar[c(1:37)])df$ クラスタ ID <- as.factor(df$ クラスタ ID)df$サンプル ID <- as.factor(df$サンプル ID) 次のスクリプトを実行して、FlowSOMから取得したデータフレームに基づいて cfList を作成します。cfデータ <- cfList(サンプル = サンプル、expr = df) マーカーを順序を変更して、サイトスプロー解析の出力と同様に表示されます。cfData@expr<- cfData@expr[,c(1,2,34,36,37,10,23,24,31,22,38,15,8,3,27,9,11,28,35,26,14,33,17,20,21,18,25,29,13,30,12,16,32,4,5,6,7,19,39)]メモ: FlowSOMによるクラスタリングが完了しました。次に、クラスタリング出力の視覚化を行う。 3. 可視化:後処理クラスタリング分析 メモ: この手順は、両方のクラスタリング方法に共通する方法です。したがって、FlowSOMまたはサイトスプロアを使用してクラスタリングした後に実行できます。 ヒートマップを作成する前に、次のコードに示すように、関数 cellCounts を使用してサンプルごとのカウント テーブルを生成します。一部のクラスターには他のクラスターよりも少ないセルが含まれているため、関数 cellCounts 内で “scale = TRUE” を指定してクラスターごとのデータをスケーリングし、サンプル間の分散を簡単に確認できるようにします。cfデータ <- セル数(cfData,周波数 = TRUE,スケール = TRUE)メモ: データを視覚化できるようになりました。 ヒートマップで視覚化します。メモ:このパッケージの主な機能の1つは、作成されたクラスターの表現型とサンプルに関する異質性を視覚化するために使用されるcytoHeatmapsです。サイトヒートマップ (cfData,グループ=”グループ”,凡例=真) 箱ひげ図を使用した視覚化メモ: 関数 cytoBoxplots を呼び出すことで、データを定量的に表現できます。この関数の出力は、各クラスターの各サンプルの比率を表します。 手順 3.1 で行ったようにセル数を生成しますが、各クラスターの頻度を取得するようにデータをスケーリングしないでください。cfデータ <- セル数(cfData,周波数 = TRUE,スケール = FALSE)サイトボックスプロット(cfData,グループ=「グループ」) 中央値強度信号ヒストグラムを使用した可視化メモ:データは、中央値強度信号ヒストグラムを表すことによって視覚化することもできます。 CD45、CD11c、CD54の3つのマーカーの発現強度を視覚化します。 次の行を呼び出して、目的のマーカーの名前を確認します。マーカー名を書き留め、msiPlot 関数に含めます。名前(cfData@expr)メモ: ここでは、CD45、CD11c、および CD54 に焦点を当てます。マーカーの正確なスペルを確認し、必要に応じて調整します。msiPlot(cfData, マーカー = c(“89Y_CD45″,”167Er_CD11c”,”164Dy_CD54″), byグループ=’グループ’)