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探“云”指南 | 全體復(fù)誦：歐易云GSEA分析！
相信大家在做傳統(tǒng)的基因功能富集分析時肯定會遇到這樣的情況，上調(diào)的基因和下調(diào)的基因富集到相同的一條通路中，那么這條通路總體是被抑制還是被激活呢？對于這個問題，GSEA分析的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了，它是基于基因集的富集分析方法，根據(jù)每個基因集內(nèi)的基因是否富集于表型相關(guān)度排序后基因列表的上部或下部，從而判斷出此基因集內(nèi)基因的協(xié)同變化對表型變化的影響。下面我們就來看看關(guān)于GSEA分析小工具的詳細(xì)介紹。
功能介紹
基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis, GSEA)是一種計(jì)算方法，用來確定一組先驗(yàn)定義的基因集是否在兩種生物狀態(tài)之間顯示出統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著的、一致的差異。
文件要求
01
表達(dá)矩陣文件
第一列為特征名稱，其余每列為樣本名稱，樣本名稱對應(yīng)值為表達(dá)量或信號值。僅保留輸入文件內(nèi)的數(shù)值型列進(jìn)行后續(xù)分析，建議使用fpkm.xls
圖1 | 表達(dá)矩陣文件格式示例
02
分組比較文件
該文件必須包含差異分組比較信息（case，case_name，control，control_name列）。對每行的case和control分別進(jìn)行一次GSEA分析。（支持以tab分割的txt 后綴文本文件，xls及xlsx的excel文件）
圖2 | 分組比較文件格式示例
03
富集gmt背景文件
如果在主要參數(shù)中的物種選擇了自定義gmt文件，請于常用參數(shù)中的富集gmt文件處上該文件。
圖3 | 富集gmt背景文件格式示例
04
通路列表文件?
輸入指定需要繪圖通路列表文件，文件中的通路均會輸出對應(yīng)結(jié)果圖。文件要求無表頭且每行是單個通路。
圖4 | 通路列表文件格式示例
05
合并繪圖通路列表文件
輸入指定需要繪圖通路列表文件，文件中的通路將合并繪制在一張結(jié)果圖內(nèi)展示。文件要求無表頭且每行是單個通路。該文件為通路列表文件的子集。
圖5 | 合并繪圖通路列表文件格式示例
參數(shù)調(diào)整
01
主要參數(shù)
圖6 | 主要參數(shù)
02
常用參數(shù)
圖7 | 常用參數(shù)
作圖步驟
01
主要參數(shù)調(diào)整
①請于主要參數(shù)中的輸入文件、差異分組信息文件處上傳您所要進(jìn)行分析的文件，如果此處未上傳文件，您將無法得出結(jié)果。上傳成功后，將會于“選擇文件”后顯示您上傳的文件名；
此處為上傳成功示例：
圖8 | 文件上傳成功示例
②物種：選擇對應(yīng)物種。默認(rèn)為自定義gmt文件；
③輸出文件夾名稱：不能含有空格等特殊字符。可接受默認(rèn)或自行輸入；
④基因集最小基因數(shù)量，不生成結(jié)果可以嘗試調(diào)小該參數(shù)：默認(rèn)為15；
⑤基因集最大基因數(shù)量，不生成結(jié)果可以嘗試調(diào)大該參數(shù)：默認(rèn)為500；
⑥分析方法：我們提供5種分析方法，分別為signal_to_noise、t_test、ratio_of_classes、diff_of_classes、log2_ratio_of_classes。默認(rèn)為signal_to_noise；
⑦任務(wù)命名：對結(jié)果進(jìn)行命名用于區(qū)分不同的任務(wù)，默認(rèn)為當(dāng)前工具名稱_結(jié)果創(chuàng)建日期時間，在歷史記錄的注釋處可見，可接受默認(rèn)或自行輸入。
02
常用參數(shù)調(diào)整
①如果物種選擇了自定義gmt文件，請于富集gmt文件處上傳富集gmt背景文件。如果選擇了某個具體的物種、選擇了某個數(shù)據(jù)庫類型并在此處上傳了富集gmt文件，則默認(rèn)使用用戶上傳的富集gmt文件；
此處為上傳成功示例：
圖9 | 富集gmt文件上傳成功示例
②數(shù)據(jù)庫類型：選擇對應(yīng)的某個具體物種的背景數(shù)據(jù)庫，我們提供5種數(shù)據(jù)庫，分別為KEGG、GO-BP、GO-CC、GO-MF、GO。如果前面選擇自定義gmt文件則無需修改此參數(shù)；
③過濾表達(dá)值均為0的基因：選擇是否對輸入文件進(jìn)行過濾，去除表達(dá)值均為0的基因。默認(rèn)為否；
④傳入指定需要繪圖通路列表文件，文件中的通路均會輸出對應(yīng)結(jié)果圖。文件要求無表頭且每行是單個通路；
此處為上傳成功示例：
圖10 | 繪圖通路列表文件上傳成功示例
⑤指定繪圖通路：如果已上傳繪圖通路列表文件，則無需再次填寫本參數(shù)。如果未上傳上述文件，則在此參數(shù)輸入指定通路，輸入時請注意通路間需要換行輸入；
⑥繪制圖片條目數(shù)：設(shè)置繪制的top富集條目的數(shù)量（繪制圖片的數(shù)量），默認(rèn)為top20；
⑦輸入選擇的通路列表文件，文件中的通路將合并繪制在一張結(jié)果圖內(nèi)展示。文件要求無表頭且每行是單個通路；
此處為上傳成功示例：
圖11 | 合并繪圖的通路列表文件上傳成功示例
⑧合并繪圖的通路：如果已上傳合并繪圖的通路列表文件，則無需再次填寫本參數(shù)。如果未上傳上述文件，則在此參數(shù)輸入指定通路，輸入時請注意通路間需要換行輸入；
⑨log轉(zhuǎn)換：對表達(dá)值進(jìn)行l(wèi)og轉(zhuǎn)換，可選擇無、log2或log10。默認(rèn)為無。
03
最終提交
文件上傳成功后請
如圖所示區(qū)域：
圖12 | 工具預(yù)估耗時提示處
結(jié)果分析
（以下圖片為使用示例文件以及參數(shù)均選擇默認(rèn)的結(jié)果）
01
結(jié)果下載
分析結(jié)果未在工具區(qū)直接展示，您可以
圖13 | 結(jié)果展示處
結(jié)果下載成功示例：
圖14 | 結(jié)果下載成功示例
結(jié)果文件內(nèi)容示例：
圖15 | 結(jié)果文件夾內(nèi)容示例
02
結(jié)果說明
5.2.1 gseaplot GSEA分析結(jié)果圖
圖16 | GSEA分析圖示例
這張結(jié)果圖的主要內(nèi)容可分為4部分：
①富集分?jǐn)?shù)（enrichment score， ES）的分布圖，綠線為所有基因的ES分布情況，該曲線在Y軸絕對值最大的位置對應(yīng)該基因集的富集分?jǐn)?shù)。當(dāng)ES>0時說明通路上調(diào)，峰值左側(cè)為核心基因，ES<0說明通路下調(diào)，峰值右側(cè)為核心基因；
②基因集基因分布圖，豎線表示該基因集中基因在整個排序中的位置。若豎線集中分布在基因排序列表的前端或后端，說明該基因集通路上調(diào)或下調(diào)；若豎線較均勻分布在基因排序列表中，則說明該基因集通路在比較的兩個數(shù)據(jù)中無明顯變化；
③Colorbar，即排序矩陣的顏色映射， 紅色部分對應(yīng)的基因在實(shí)驗(yàn)組中高表達(dá)，藍(lán)色部分對應(yīng)的基因在對照組中高表達(dá)；
④排序矩陣分布圖，排序后所有基因rank值的分布，以灰色面積圖展示。
5.2.2 熱圖
這張熱圖展示的是位于該基因集下的基因在所有樣本中表達(dá)量的分布，其中每一列代表一個樣本。每一行代表一個基因，顏色從藍(lán)色過渡到紅色表示基因表達(dá)量從低到高。
圖17 | 熱圖示例
歷史記錄
圖18 | 歷史記錄示例
常見Q&A
請問需要指定繪圖通路應(yīng)該怎么做，結(jié)果會怎么展示？
您好，首先感謝您的咨詢。您可以在常用參數(shù)中的“繪圖通路列表文件”處上傳指定需要繪圖通路列表文件，或者在“指定繪圖通路”中輸入指定通路，不論采用上述哪種方法，您輸入的指定繪圖通路會分別輸出對應(yīng)的gseaplot GSEA分析結(jié)果圖以及熱圖。
請問想要合并通路繪圖應(yīng)該怎么做，結(jié)果會怎么展示？
您好，首先感謝您的咨詢。指定繪圖通路后，您需要在“合并繪圖的通路列表文件”處上傳您想要進(jìn)行合并繪圖的通路列表文件，或者在“合并繪圖的通路”中輸入指定通路，不論采用上述哪種方法，您輸入的指定繪圖通路會分別輸出對應(yīng)的gseaplot GSEA分析結(jié)果圖以及熱圖，輸入的需要進(jìn)行合并繪圖的通路將合并繪制在一張結(jié)果圖內(nèi)展示。
請問除了上述示例用途，該小工具還有什么功能呢？
您好，首先感謝您的咨詢。我們的小工具還支持選擇KEGG/GO數(shù)據(jù)庫進(jìn)行某個level或某個功能分析的繪圖。
請問該小工具支持的物種有哪些？
我們支持的物種有選擇人、小鼠、大鼠 、擬南芥、大豆、秈稻、粳稻、釀酒酵母、線蟲、家蠶、斑馬魚、豬、牛、山羊、羊、家兔、小麥、玉米、煙草以及自定義的其他物種。
使用上面介紹的GSEA分析小工具，不要求您有編程基礎(chǔ)，只需按要求上傳文件即可進(jìn)行GSEA分析，感興趣的話就來歐易云平臺試試吧。
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