细胞轨迹与RNA动力学不再分开拟合：ManifoldVelo让周期与分支共用一条连续表达曲线
核心概要
单细胞转录组快照同时包含细胞在轨迹上的位置和表达变化方向，此前两类信息往往分别估计。ManifoldVelo把每个细胞放到一条可微的未剪接/剪接RNA表达曲线上，并让曲线导数与转录—剪接—降解动力学场在观测细胞之间也对齐，从而联合拟合细胞坐标、表达曲线和动力学参数。在多峰周期模拟中，它只用剪接RNA查询得到的环状时间误差为0.64%和7.40%，剪接速度余弦为0.9776和0.9421；在真实数据中，WT2的相位误差相对记录的VeloCycle结果下降47.0%，而WT1和光滑周期模拟则由VeloCycle更优。
深度剖析
细胞在发育或细胞周期中的先后顺序，与它表达状态正在朝哪个方向变化，现在可以在同一个连续表达模型里一起估计。 此前的轨迹方法主要从表达几何重建顺序，RNA速度方法则从未剪接与剪接转录本的关系给出方向，两者通常各自拟合。 在两个多峰周期模拟中，只用剪接RNA的查询细胞上，ManifoldVelo的环状时间误差为0.64%和7.40%，剪接速度余弦为0.9776和0.9421；同一批数据中VeloCycle的时间误差为17.97%和14.22%，速度余弦为0.7224和0.7985。
拟合出的表达曲线同时充当可复用的动态参考，新细胞只测剪接RNA就能得到时间坐标和速度预测。 参考模型参数在查询阶段保持固定，不需要为新样本重新拟合解码器。 U2OS数据按整块培养板留出，用剪接RNA单独查询，三块板合并的相位误差为11.481%，相对记录的VeloCycle结果12.575%下降8.7%。
周期和分支被写成两种时间域结构，使同一套动力学约束能覆盖闭环和多条从共同根出发的路径。 周期过程用带周期解码器的圆形时间域强制闭合，分支过程用共享同一解码根状态的多条谱系曲线表示，无分支过程用单条开曲线。 在三叉分支和嵌套分支模拟中，ManifoldVelo的剪接速度余弦为0.9735和0.9404，TSvelo为0.7624和0.7745；时间误差上三叉分支为1.75%对3.17%，嵌套分支则为4.28%对3.33%。
启示与展望
已展示的范围包括六组模拟轨迹、WT2与WT1小鼠神经球、按板留出的U2OS FUCCI细胞，以及胰腺内分泌发生、齿状回、LARRY和红系四个开放谱系数据集；真实数据使用预先给定的根和固定配置，模拟中的锚点由训练用未剪接/剪接RNA自动推断。
作者报告WT1和光滑周期模拟中VeloCycle更优，说明收益随数据集和轨迹表示而变化；推断坐标是归一化的轨迹时间而非独立标定的小时数，模拟与完整S/U对照多为单次存档运行，作者也把供体级验证和独立时间标定列为后续工作。