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本课程属于：047-空间转录组特征学习任务 生物信息学与 AI 制药工程 · 共 20 门相关课程，组合学习更完整。
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组织发育空间特异性特征学习实践

共计 30 章节
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01
课程导论
组织发育空间转录组学背景 · 空间特异性特征的概念 · 课程目标与学习路径
课程导论组织发育空间转录…
02
空间转录组学基础
空间转录组技术发展史（原位测序 · 空间条形码 · MERFISH等）
空间转录组学基础空间转录组技术发…
03
Python环境准备
Anaconda安装 · 虚拟环境创建 · 必备库（scanpy
Python环境准备
04
空间转录组数据格式
h5ad · STARmap · 10x Visium格式解析
空间转录组数据格…h5ad
05
空间数据可视化基础
散点图 · 空间坐标映射 · 基因表达叠加图
空间数据可视化基…散点图
06
组织发育的生物学背景
胚胎发育关键阶段 · 细胞分化与迁移 · 组织微环境的空间异质性
组织发育的生物学…胚胎发育关键阶段
07
空间特征工程之基因表达量预处理
质量控制 · 归一化 · 对数变换
空间特征工程之基…质量控制
08
空间特征工程之降维与可视化
PCA · t-SNE · UMAP在空间转录组数据上的应用
空间特征工程之降…可视化
09
空间自相关分析
莫兰指数（Moran's I） · 局部空间自相关（LISA） · 空间变异函数（variogram）及…
空间自相关分析Moran
10
空间邻域特征提取
基于KNN/球半径的邻域图构建 · 邻域基因表达均值/方差等统计特征计算
空间邻域特征提取KNN
11
空间基因共表达模式
非负矩阵分解（NMF） · 空间共表达网络（sCEN）构建与可视…
空间基因共表达模…NMF
12
空间区域识别（Spatial Domain）基础
基于聚类的方法（Leiden · Louvain）在空间坐标下的应用
SpatialDomain
13
空间区域识别进阶
图卷积网络（GCN）用于空间分割 · STAGATE算法原理与实践
空间区域识别进阶GCN
14
空间转录组的数据整合
批次效应校正（Harmony · scVI整合空间数据） · 跨切片对齐
空间转录组的数据…Harmony
15
空间特征与形态学特征融合
利用组织学图像提取纹理 · 细胞形态特征 · 并与基因表达特征拼接
空间特征形态学特征融合
16
空间特征与细胞类型注释
基于空间位置的细胞类型推断 · 空间细胞图谱构建
空间特征细胞类型注释
17
空间基因调控网络推断
基于SCENIC/SCENIC+ · 空间约束的基因调控网络学习方法
空间基因调控网络…SCENIC/SCENI…
18
空间轨迹推断（RNA velocity + 空间约束）
利用RNA velocity结合空间…
RNAvelocity
19
空间细胞间通信分析
基于配体-受体对的通信强度计算 · 空间邻域通信网络
空间细胞间通信分…基于配体
20
深度空间自编码器
构建空间自编码器（spatial a…
深度空间自编码器spatial
21
对比学习在空间特征中的应用
构建空间对比学习框架（如Spatia… · 学习空间不变特征
对比学习空间特征
22
图神经网络（GNN）用于空间预测
GCN · GAT · GraphSAGE在空间基因表达预测…
GNN图神经网络
23
空间分辨率增强
基于生成模型（GANs · 扩散模型）的超分辨率空间转录组重建
空间分辨率增强GANs
24
空间特征的可解释性
SHAP · Grad-CAM用于解释空间预测模型 · 识别关键空间基因
空间特征的可解释…SHAP
25
组织发育过程中的空间变化度量
定义空间熵 · 空间异质性指数 · 追踪发育过程中空间格局变化
组织发育过程空间变化度量
26
时空数据融合
将时间序列空间转录组数据（不同发育时… · 分析空间特征的动态演化
时空数据融合将时间序列空间转…
27
模型评估与基准测试
空间预测任务（如基因表达补全 · 区域分类）的评估指标（RMSE · F1
模型评估基准测试
28
实战项目一
基于10x Visium数据的小鼠胚…
实战项目一Visium
29
实战项目二
基于MERFISH数据的人体脑组织切…
实战项目二MERFISH
30
课程总结与未来展望
空间组学与大模型的结合 · 多模态空间特征学习前沿 · 课程资源与进一步学习路径
课程总结未来展望