小提琴图有点无图是何缘由？

关于读者提问

在整理VlnPlot结果及常用参数浅析的时候，对结果和常用参数进行了简单的介绍

简单对亚群特异性基因结果图进行了解析，比如MS4A1。但是没有对比某些基因在不同亚群中都有表达的情况

细心的读者朋友就发现了很有意思的现象——为什么有些群有较多细胞表达该基因但小提琴图没有颜色？也就是说像Naive/Memory CD4 T明明显示了较多的点，但是没有图；相反DC亚群中明明细胞少，却能有图形？

那这期一起来探索一下结果数据，以及小提琴的结果。

提问chatGPT获得解释

俗话说遇事不决，量子力学！在学习生信的过程中呢，遇到问题除了勤思考，还有就是掌握提问和搜索！

提问：单细胞marker基因用小提琴图进行可视化时候，小提琴图图形主要展示什么内容，图上面的点代表什么，为什么有些细胞亚群有很多点，但却没有出来图

chatGPT回答：

在使用小提琴图可视化单细胞测序数据中的marker基因表达时，主要展示以下内容：

1. 基因表达的分布： 小提琴图的形状表示了某个marker基因在细胞群或亚群中的表达分布。图形越宽，表示在该表达水平上有更多的细胞；越窄，表示细胞数量较少。
2. 表达的中位数和四分位数： 通常，小提琴图中还可能包含中位数或四分位数线，帮助理解数据的集中趋势。
3. 基因表达的强弱：小提琴图的纵轴表示基因的表达水平，通常是data表达量或原始表达值。纵轴的数值越高，代表基因的表达水平越高。

点的含义：

• 单个细胞的基因表达水平： 小提琴图上面的点代表每个单细胞的基因表达水平。每一个点对应一个细胞的具体表达值。
• 亚群的点数量和分布： 不同亚群上面的点的数量代表在该亚群中被检测到的单细胞数量。

有些亚群有很多点，但没有显著的小提琴图形状：

1. 基因表达较低： 尽管该亚群有许多细胞（点），如果marker基因在这些细胞中表达较低或几乎没有表达，小提琴图的图形可能会非常窄，甚至看不到小提琴图的形状，表示该基因在这个细胞群中的表达很少或不显著。
2. 技术噪音或检测限问题： 单细胞测序数据通常会有技术噪音或检测限。即使细胞很多，但如果测不到目标基因的表达或表达量低于检测限，小提琴图也可能无法显现明显的图形。
3. 离散数据分布： 如果亚群中的基因表达呈现离散的分布，且许多细胞的表达量非常接近0，那么小提琴图的图形会集中在底部，只有少量细胞有表达，因此你会看到很多点，但没有显著的分布曲线。

提取数据看具体的表达情况

为什么有些群有较多细胞表达该基因但小提琴图没有颜色？——所以我们可以提取单独的细胞亚群，然后查看并统计这个亚群中NKG7基因的表达情况

1. 细胞亚群点较少却有图显示

查看DC细胞细胞中NKG7基因的表达情况并统计

# 提取DC细胞
dc_cells <- subset(pbmc, idents = "DC") 

# 查看NKG7基因在DC细胞群中的表达
nkg7_expression_dc <- FetchData(dc_cells, vars = "NKG7")

# 打印NKG7的表达情况
head(nkg7_expression_dc)

# 统计NKG7基因的表达情况
# 计算DC细胞群中NKG7基因的平均表达量
mean_nkg7_dc <- mean(nkg7_expression_dc$NKG7)

# 统计表达NKG7基因的细胞数量（表达量大于0的细胞）
expressing_cells <- sum(nkg7_expression_dc$NKG7 > 0)
summary(nkg7_expression_dc$NKG7)

# 输出结果
cat("DC细胞群中NKG7基因的平均表达量为：", mean_nkg7_dc, "\n")
cat("DC细胞群中NKG7基因表达大于0的细胞数为：", expressing_cells, "\n")

统计结果

summary统计结果中：

• Min（最小值）: 0.0000

表示在DC细胞群中一些细胞的NKG7表达值为0，这些细胞中NKG7完全没有表达。

• 1st Qu.（第一四分位数）: 0.0000

25%的DC细胞中NKG7的表达值为0，这些细胞中的基因表达非常低甚至没有表达。

• Median（中位数）: 0.0000

中位数为0意味着一半的DC细胞中NKG7的表达值为0

• Mean（平均值）: 0.3280

平均表达值为0.3280，有一部分细胞表达了NKG7，少数高表达的细胞可能提升了均值，但整体表达水平较低。

• 3rd Qu.（第三四分位数）: 0.9313

第三四分位数为0.9313，意味着75%的细胞表达值在此以下，只有25%的细胞表达NKG7大于0.9313。

• Max（最大值）: 1.8745

最大表达值为1.8745，表示有一部分DC细胞表达了较高水平的NKG7。

2. 有很多点但却没有图形

像Naive/Memory CD4 T以及B细胞明明显示了较多的点，但是没有图，也提取某一个亚群，统计并查看NGK7基因的表达情况

# 提取B细胞
B_cells <- subset(pbmc, idents = "B")
dim(B_cells)

# 查看NKG7基因在B细胞群中的表达
nkg7_expression_B <- FetchData(B_cells, vars = "NKG7")

# 打印NKG7的表达情况
head(nkg7_expression_B)

# 统计NKG7基因的表达情况
# 计算B细胞群中NKG7基因的平均表达量
mean_nkg7_B <- mean(nkg7_expression_B$NKG7)

# 统计表达NKG7基因的细胞数量（表达量大于0的细胞）
expressing_Bcells <- sum(nkg7_expression_B$NKG7 > 0)
summary(nkg7_expression_B$NKG7)

# 输出结果
cat("B细胞群中NKG7基因的平均表达量为：", mean_nkg7_B, "\n")
cat("B细胞群中NKG7基因表达大于0的细胞数为：", expressing_Bcells, "\n")

小提琴图没有显著形状的原因：

1. 大多数B细胞表达为0,中位数和四分位数都是0，意味着超过75%的B细胞没有表达NKG7基因。这导致小提琴图的大部分区域集中在0附近，图形可能非常狭窄，甚至看不出“小提琴”形状。
2. 表达不均衡: 只有极少数(30个)细胞（如Max值达到3.324的少数细胞）有较高的表达，而大部分细胞（314个）没有表达，这会让小提琴图呈现出零散分布，形状可能难以观察到。
3. B细胞中有30个细胞中NKG7的表达量不为0，所以图上有较多点

3. NK细胞亚群中NKG7的表达情况

最后一起看看NKG7在NK细胞中的表达情况，NK细胞中显著表达NKG7所以小提琴图和点的数量都很明显

# 提取NK细胞
NK_cells <- subset(pbmc, idents = "NK")  # 如果你的细胞群ID不同，请修改"DC"为实际的DC群标签
dim(NK_cells)
# 查看NKG7基因在NK细胞群中的表达
nkg7_expression_NK <- FetchData(NK_cells, vars = "NKG7")

# 打印NKG7的表达情况
head(nkg7_expression_NK)

# 统计NKG7基因的表达情况
mean_nkg7_NK <- mean(nkg7_expression_NK$NKG7)

# 统计表达NKG7基因的细胞数量（表达量大于0的细胞）
expressing_NKcells <- sum(nkg7_expression_NK$NKG7 > 0)
summary(nkg7_expression_NK$NKG7)

# 输出结果
cat("NK细胞群中NKG7基因的平均表达量为：", mean_nkg7_NK, "\n")
cat("NK细胞群中NKG7基因表达大于0的细胞数为：", expressing_NKcells, "\n")