ClusterProfiler在线基因集富集分析,支持自定义基因集任意物种
myzbx 2025-04-29 02:35 6 浏览
为什么pathway富集分析结果没有我感兴趣的通路?
GO和KEGG富集分析使用差异基因(上调基因,下调基因,或者上下调合起来的基因)作为输入,使用超几何分布等算法计算显著富集的GO term或者通路,然而,在实际数据处理中,这种使用p值和fold change进行一刀切获得差异基因,然后进行富集分析的分析方法,往往富集不到我们感兴趣的结果。这时,可以试试基因集富集分析(Gene set enrichment analysis,GSEA),它使用全部基因作为输入,找出具有协同差异 (concordant differences)的基因集,兼顾了差异较小的基因(因为在某些条件下,1.5倍的差异可能就算很大的了)。因此,Broad institute出品的GSEA在论文中应用广泛。图1 GSEA原理(图片来自plob.org)
GSEA分析原理
1,基因排序:
利用所有基因的表达值,计算每个基因在两个表型(ClassA和ClassB)间的差异程度(GSEA提供了6种算法,默认是signal2ratio),然后按照差异程度将基因从大到小排序。这里差异是有正有负的,正值越大表示在ClassA (vs ClassB)中表达越高,越负表示在ClassA中表达越低。
2,分析基因集是否富集:基因集(gene set)是一类具有相关功能(例如免疫相关)或者符合某一标准(例如某个miRNA的200个靶基因)的基因构成的一组基因。图中GeneSet1(一个箭头代表一个基因)里的基因在排序的基因列表里均匀分布(表明这个基因集不在这两个表型中富集),GeneSet2里的基因主要分布在基因列表的顶部(表明在ClassA中富集),GeneSet3里面的基因主要分布在基因列表的底部(表明在ClassB中富集)。3,计算富集分数:计算每个基因集的富集分数(enrichment score,ES),然后对ES分数进行显著性检验及多重假设检验,从而计算出显著富集的基因集。
常见的GSEA分析软件及评测:
目前常见的gsea分析软件包括:
官方Broad的GSEA;
R版的fgsea,clusterprofiler;
Python版的GSEApy等
Broad GSEA软件分析的两种模式1,常规模式:输入表达矩阵,软件自动计算foldchange,由于要进行显著性检验,因此至少3vs3。2,Prerank模式:输入排序后的基因列表,针对那些例如1vs1这种不能用常规模式计算的数据。我们使用同一套数据集测试了Broad GSEA prerank模式,ClusterProfiler,GSEApy发现:
1,Broad GSEA最慢,ClusterProfiler最快,算法不太一样
基于以上测试结果,经过权衡,我们上线了基于ClusterProfiler的基因集富集分析页面。
图2. GSEA输出示例
1 , 1,打开GSEA分析和绘图页面
首先,使用浏览器(推荐chrome或者edge)打开GSEA分析和绘图页面。左侧为常见作图导航,中间为数据输入框和可选参数,右侧为描述和结果示例。也可以在主页搜索框中搜索gsea,找到gsea分析和绘图页面。
https://www.bioinformatics.com.cn/plot_basic_gene_set_enrichment_analysis_gsea_analysis_193
图3.GSEA分析页面
2,示例数据
点击右侧“示例数据”链接下载excel格式的示例数据。
图4. 输入数据示例
示例数据(仅供参考)包括2列:
第1列是基因名(symbol)
第2列是倍数变化(从大到小排列,正的在顶部,负的在底部)
注意:这里是全部的基因(例如人的约2w个基因)
3,粘贴示例数据
直接复制示例数据中的AB两列数据,然后粘贴到输入框。
注意:不是拷贝excel文件,是拷贝excel文件里边的数据。另外粘贴到输入框后,格式乱了没关系,只要在excel中是整齐的就行。并且数据矩阵中不能有空的单元格,中文字符等。
图5. 必需输入
4,修改参数,并提交
我们设置了图片尺寸,文字大小,颜色等参数,并内置了GSEA官网(http://www.gsea-msigdb.org/gsea/msigdb/index.jsp)的多个基因集,包括最常用的:hallmark基因集,kegg基因集等(这些基因集仅支持human)
图6.可调参数
5,提交分析
粘贴好输入数据,调整好参数(或者全部默认)后,点击提交按钮,约15秒后,会在页面右侧出现富集结果预览图和分析结果。我们提供了4种图片格式供下载使用,两种矢量图(pdf,svg)和两种标量图(600 dpi tiff和300 dpi png)。
图7.预览与下载
结果解析
该图分为3块:
最上方:Enrichment Score折线图。横坐标是排序后的基因,纵坐标是对应的Running ES, 折线的峰值是这个基因集的富集分数(Enrichment Score,ES)。正值说明在ClassA中富集,峰值左边的基因为核心基因,负值相反(见原理)
中间:基因集中基因在基因排序列表中所处的位置,也就是将图1中的三个垂直数据集转动了90度摆放。如果所研究的基因集中的基因显著聚集在左侧,则说明该基因集与ClassA相关,显著富集在右侧,说明与ClassB相关。
下方:每个基因对应的ranked list metric,以灰色面积图展示。
结果文件如下:
图8. Gsea分析结果
各列说明:
Geneset, ID,Description:基因集名字及描述
SetSize:富集到该基因集的基因个数
Enrichment score:富集分数ES
NES:标准化的ES,normalized enrichment score
Pvalue:富集的p值
p.adjust:校正p值
qvalues:qvalue
rank:排名
core_enrichment:富集到该通路的核心基因列表
一般来说:NES绝对值越大,FDR值越小,说明富集程度越高,结果越可靠。
重点来了,自定义数据集
常规的GSEA仅支持human物种,因此在对非human物种进行GSEA分析时,我们首先需要定义一个基因集,这个基因集可以来自文献,数据库等。以细胞焦亡、铜死亡、铁死亡等基因集为例,首先选择自定义基因集按钮,然后将相关基因按照自定义基因集示例格式贴到自定义输入框:
一行一个基因集。第一列是名字,第二列是来源,后续列为该基因集里边的基因,尽量避免使用特殊符号,并且这些基因名必需在你输入的全部基因里。
图9. 自定义基因集
点击提交按钮,约15s后,会在右侧出现自定义基因集的富集结果。
图10. 自定义基因集输出结果
想看你的数据是否跟最新的铜死亡,铁死亡,锌死亡,细胞焦亡等热点相关,可以先拿这些基因集跑个GSEA试试看,这就是自定义基因集的强大之处。
没有预览就是没有出图,这时请参考示例数据,检查自己输入数据的格式。
遇到文字截断,需要修改字体、调整字体大小等,使用scape软件。
微生信助力发文章,谷歌引用600+,知网引用450+
- 上一篇:JavaScript Charts更新至v3.16.0
- 下一篇:用户界面干货盘点
相关推荐
- 以文本的方式绘制简单的SVG流程图——flowchart.js
-
介绍flowchart.js是在浏览器和终端中运行的流程图DSL和SVG渲染。节点和连接是分别定义的,因此可以重复使用节点,并可以快速更改连接。也可以在DSL中对节点和连接器样式进行细微的更改。Git...
- 全国首套构网型SVG在木垒投运
-
中新网新疆新闻1月5日电(翟文辉)12月29日,全国首套构网型SVG在新疆木垒华电220千伏四十个井子汇集站并网,本项目是新疆电网继阿克陶构网型储能后又一次构网型支撑项目示范。为全面响应国家“双碳”...
- Popmotion – 小巧,灵活的 JS 运动引擎
-
Popmotion是一个只有12KB的JavaScript运动引擎,可以用来实现动画,物理效果和输入跟踪。原生的DOM支持:CSS,SVG,SVG路径和DOM属性的支持,开箱即用。Popmoti...
- 零基础教你学前端——43、初识SVG
-
解决网站图标问题的最佳方案——SVG!SVG是一种基于XML语法的图像格式,英文全称是:ScalableVectorGraphics,即可缩放矢量图,是W3C的一项建议。我们用手机拍摄...
- 2.3 文件格式全解:PSD/JPG/PNG/SVG/GIF
-
2.3文件格式全解:PSD/JPG/PNG/SVG/GIF一、文件格式的核心意义文件格式是数字图像的存储规则,决定了:-信息保留程度(图层/透明度/动画)-压缩方式与画质损失-跨平台兼容性-...
- vite v6.3.2 发布!HMR 优化+CSS 增强+稳定性提升,前端开发再提速!
-
前言:Vite6.3.2来了!2025年4月18日,Vite团队正式发布了v6.3.2版本!虽然是一个小版本更新,但修复了多个关键问题,并带来了性能优化和稳定性提升,让开发体验更丝滑!如果你还...
- 一篇文章带你了解SVG 蒙版(Mask)
-
SVG蒙版功能可将蒙版应用于SVG形状。蒙版可确定SVG形状的哪些部分可见,以及具有什么透明度。运行效果可以将SVG蒙版视为剪切路径的更高级版本。一、简单的蒙版代码解析:本示例使用ID=mask1定义...
- SVG实现的流程图绘制
-
一、项目简介使用SVG技术实现的流程图绘制二、实现功能流程图块生成、连线、拖拽产生相应的xml和xpdl导入导出json数据放大缩小功能保存操作(选择、自动插入、开始结束、普通活动、子活动、块活动、路...
- 解锁国内 404 页面:Next.js 设置指南和 33 个有趣 SVG 资源分享
-
前言当我们访问网站时,如果访问到不存在的路径时,会出现404错误。为了避免给访问者带来不良体验,设计网站时通常会在页面上展示“404页面不存在”的提示,并引导用户进行返回首页等操作。因此在建立网...
- 交互设计师做好动画后,提交给开发的文档有哪些?
-
谢邀!简单的说一下自己的看法。首先从制作动画开始。目前制作动画的方式主要有:Gif动画视频动画Web动画,而Web动画又包括:CSS动画、JS动画(Canvas动画、原生JS动画API)、SVG动画等...
- Motion for Vue:为Vue量身定制的强大动画库
-
在前端开发中,动画效果是提升用户体验的重要手段。Vue生态系统中虽然有许多动画库,但真正能做到高性能、易用且功能丰富的并不多。今天,我们要介绍的是MotionforVue(motion-v),...
- Web开发人员的福音!8个实用的SVG工具
-
SVG可缩放矢量图形(ScalableVectorGraphics)是基于可扩展标记语言(XML),用于描述二维矢量图形的一种图形格式。SVG是W3C在2000年8月制定的一种新的二维矢量图形格式...
- 一键画波浪线、一键多图片调色?这3个网站好玩到停不下来
-
作为一个经常收集网站的PPT设计师,无意中发现了一些超级有趣的网站。只要你动手能力足够强,就一定会利用它做出创意作品。不说废话,直接进入主题。1、炫酷的光线绘画网站http://weavesilk.c...
- vite 6.2.5 更新速递:告别SVG路径Bug,构建效率再提升!
-
Vite6.2.5更新公告2025年4月3日,Vite团队正式发布了Vite6.2.5版本!此次更新虽然是一个小版本迭代,但修复了一个关键问题,涉及SVG文件路径检查,对前端开发者尤...
- DrawSVG – SVG 路径动画 jQuery 插件
-
jQueryDrawSVG使用了jQuery内置的动画引擎实现SVG路径动画,用到了stroke-dasharray和stroke-dashoffset属性。DrawSVG是完全...
- 一周热门
- 最近发表
- 标签列表
-
- HTML 基础教程 (29)
- HTML 简介 (30)
- HTML 响应式设计 (31)
- HTML URL 编码 (32)
- HTML Web 服务器 (31)
- HTML 表单属性 (32)
- HTML 音频 (31)
- HTML5 支持 (33)
- HTML API (36)
- HTML 总结 (32)
- HTML 全局属性 (32)
- HTML 事件 (31)
- HTML 画布 (32)
- HTTP 方法 (30)
- 键盘快捷键 (30)
- CSS 语法 (35)
- CSS 选择器 (30)
- CSS 轮廓 (30)
- CSS 轮廓宽度 (31)
- CSS 谷歌字体 (33)
- CSS 链接 (31)
- CSS 中级教程 (30)
- CSS 定位 (31)
- CSS 图片库 (32)
- CSS 图像精灵 (31)