細胞間的信息交流（cell-cell communication）是通過配體與其受體相結(jié)合，引起特定細胞信號通路信號激活以及產(chǎn)生各種復(fù)雜的反應(yīng)為基礎(chǔ)。受體（Receptor）：指一類能傳導(dǎo)細胞外信號，并在細胞內(nèi)產(chǎn)生特定效應(yīng)的分子。配體（ligand）：指一種能與受體結(jié)合從而產(chǎn)生某種生理效應(yīng)的物質(zhì)，包括激素生長因子、細胞因子和神經(jīng)遞質(zhì)等。配體-受體結(jié)合并產(chǎn)生信號的過程稱為配體-受體互作。研究這些配體-受體相互作用對理解不同細胞類型間的細胞通訊網(wǎng)絡(luò)及其參與的復(fù)雜生物學(xué)過程具有十分重要的意義。

       基于配體-受體的細胞互作分析是單細胞測序的高級分析之一。常用的細胞通訊分析軟件：CellPhoneDB、CellChat等。CellChat通過scRNA-seq數(shù)據(jù)，以信號通路為單位，從配體、受體及其輔助因子基因的表達推斷細胞間通信；同時CellChat還具有進一步進行的數(shù)據(jù)探索、分析和可視化功能。CellChat包含人類和小鼠物種的配體-受體相互作用對；還可以進行兩組間通訊差異比較。有15%的文獻展示了CellChat分析，百篇文獻結(jié)果展示圖共出現(xiàn)超50次。CellChat主要結(jié)果如下：

       左圖為細胞間互作數(shù)量網(wǎng)絡(luò)圖，圖中節(jié)點顏色表示不同的細胞類型，節(jié)點的大小表示細胞數(shù)量，節(jié)點間線條顏色與細胞類型一致，線條粗細代表不同細胞類型間檢測到配體-受體對數(shù)量；右圖為細胞間互作強度網(wǎng)絡(luò)圖，節(jié)點顏色表示不同的細胞類型，線條顏色與細胞類型一致，線條粗細表示各細胞類型間互作強度。

       由于細胞通信網(wǎng)絡(luò)較為復(fù)雜，當(dāng)我們細胞類型增多，細胞間互作也隨之增加時，我們可能無法從上圖中細胞類型間的互作關(guān)系，于是我們可以將每個細胞類型拆分開，分別看每一個的互作關(guān)系以及強度。

       以上是我們在同一張圖中我們展示所有細胞類型的互作關(guān)系，當(dāng)然也可以單獨展示某一細胞類型與其他類型的互作關(guān)系，如下所示。

       除了網(wǎng)絡(luò)圖的展示形式，我們還可以用熱圖的方式來展示細胞互作結(jié)果。

       橫坐標為受體細胞類型，縱坐標為配體細胞類型；藍色到紅色表示互作數(shù)量或互作強度逐漸增強。

       如果我們覺得以上分析結(jié)果過于簡略，我們可以顯示從所有細胞組到其他細胞組的所有重要相互作用(L-R對)：

       配體-受體對在不同細胞類型中的表達強度，橫坐標為細胞通訊中配體-受體對，標明了信號起始和接收的細胞類群（以 -> 標明），縱軸標上了具體細胞間相互作用（受體-配體對）。圓圈大小表示顯著性p值大小，顏色越紅表示發(fā)生相互作用的可能性越大。我們也可以指定受體-配體細胞類型中的全部配體受體結(jié)果的氣泡圖，結(jié)果如下：

       左圖為把細胞類型cdc作為受體時的熱圖，右圖是cdc作為配體的熱圖。以上分析只能讓我們知道哪些細胞類群之間可能存在通訊，但是無法幫助我們探索生物學(xué)意義，但當(dāng)我們將這種通訊放到信號通路的層次上時就能較好地解決這個問題，比如下面展示的某個信號通路層面的細胞間通信關(guān)系圖，我們提供了多種展示方式。

       實心圓圈和空心圓圈分別表示配體細胞和選定的靶細胞（受體細胞），圓圈的大小代表細胞數(shù)量；線條粗細表示互作信號強度，線條越粗代表信號越強。左側(cè)部分展示的是以b_cells，cdc，monocytes作為信號接收細胞群的MHC-Ⅱ信號通路，其中左半部分是自分泌相關(guān)信號，這里的所謂自分泌信號就是指這幾類細胞類群自己釋放的信號作用于自己這幾類細胞，相應(yīng)的右半部分就是展示的旁分泌信號，也就是其它類的細胞所釋放的信號作用于這幾類細胞。右側(cè)部分展示是以除了b_cells，cdc，monocytes以外的其它細胞群作為信號接收細胞群的MHC-Ⅱ信號通路，左半部分是旁分泌信號，右半部分是自分泌信號。以及我們還有不同的展示方式：

       外圈代表不同的細胞類型，線條表示相互作用的細胞，線條顏色代表細胞類型；研究每個信號通路層面的細胞互作關(guān)系。該圈圖簡化了圖形信息，粗略地展示了細胞間的通信關(guān)系，視覺上更加直觀。同時，我們可以展示信號通路相關(guān)的基因表達，結(jié)果如下：

       左圖是配體-受體對該信號網(wǎng)絡(luò)的貢獻度；右圖為基因在不同細胞類型中的表達量，縱坐標為信號通路相關(guān)的基因，橫坐標標注為參與細胞通訊的細胞類型。