跟着 Nat Med. 学作图 | GSVA+limma差异通路分析+发散条形图

本文涉及的产品
公网NAT网关,每月750个小时 15CU
简介: 跟着 Nat Med. 学作图 | GSVA+limma差异通路分析+发散条形图

GSVA


导入示例数据


## 为正常和肿瘤的内皮细胞的基因表达矩阵
library(readxl)
library(dplyr)
dat <- read_excel("data_test.xlsx") 
dat <- dat %>% data.frame()
row.names(dat) <- dat$gene
dat <- dat[,-1]
head(dat)
> head(dat)
              EC1_T EC2_T EC3_T EC0_N EC1_N EC3_N EC4_N
RP11-34P13.3      0     0     0     0     0     0     0
FAM138A           0     0     0     0     0     0     0
OR4F5             0     0     0     0     0     0     0
RP11-34P13.7      0     0     0     0     0     0     0
RP11-34P13.8      0     0     0     0     0     0     0
RP11-34P13.14     0     0     0     0     0     0     0

参考基因集数据库


MSigDB数据库具体介绍详见:Q&A | 如何使用clusterProfiler对MSigDB数据库进行富集分析


这里我们使用:hallmark gene sets


开始分析


#BiocManager::install("GSEABase")
BiocManager::install("GSVA", version = "3.14") # R 4.1.2 注意版本w
library('GSEABase')
library(GSVA)
geneSets <- getGmt('h.all.v7.5.1.symbols.gmt')    ###下载的基因集
GSVA_hall <- gsva(expr=as.matrix(dat), 
                  gset.idx.list=geneSets, 
                  mx.diff=T, # 数据为正态分布则T,双峰则F
                  kcdf="Gaussian", #CPM, RPKM, TPM数据就用默认值"Gaussian", read count数据则为"Poisson",
                  parallel.sz=4) # 并行线程数目
head(GSVA_hall)
> head(GSVA_hall)
                                          EC1_T       EC2_T      EC3_T       EC0_N
HALLMARK_TNFA_SIGNALING_VIA_NFKB    -0.43490528 -0.36929145 -0.4694267  0.57790329
HALLMARK_HYPOXIA                    -0.19830871 -0.15040810 -0.1237437  0.31595670
HALLMARK_CHOLESTEROL_HOMEOSTASIS    -0.15223695 -0.15160770 -0.0505465  0.24273366
HALLMARK_MITOTIC_SPINDLE            -0.29757233  0.20140000  0.3185932 -0.09284047
HALLMARK_WNT_BETA_CATENIN_SIGNALING -0.08827878  0.03086390  0.2383694  0.24045204
HALLMARK_TGF_BETA_SIGNALING         -0.26357054 -0.01068719  0.3041132  0.28761931
                                         EC1_N      EC3_N       EC4_N
HALLMARK_TNFA_SIGNALING_VIA_NFKB    -0.1673606  0.2198982  0.33940521
HALLMARK_HYPOXIA                    -0.3292568  0.0906295  0.01407149
HALLMARK_CHOLESTEROL_HOMEOSTASIS    -0.3566404  0.1532081  0.05151732
HALLMARK_MITOTIC_SPINDLE            -0.3673806  0.1091566 -0.15295077
HALLMARK_WNT_BETA_CATENIN_SIGNALING -0.2352282 -0.1027337 -0.15598311
HALLMARK_TGF_BETA_SIGNALING         -0.4387025  0.2336080 -0.14090342

limma差异通路分析

## limma
#BiocManager::install('limma')
library(limma)
# 设置或导入分组
group <- factor(c(rep("Tumor", 3), rep("Normal", 4)), levels = c('Tumor', 'Normal'))
design <- model.matrix(~0+group)
colnames(design) = levels(factor(group))
rownames(design) = colnames(GSVA_hall)
design
# Tunor VS Normal
compare <- makeContrasts(Tumor - Normal, levels=design)
fit <- lmFit(GSVA_hall, design)
fit2 <- contrasts.fit(fit, compare)
fit3 <- eBayes(fit2)
Diff <- topTable(fit3, coef=1, number=200)
head(Diff)
> head(Diff)
                                        logFC      AveExpr         t      P.Value
HALLMARK_INTERFERON_GAMMA_RESPONSE -0.7080628 -0.021269395 -4.393867 0.0002713325
HALLMARK_INTERFERON_ALPHA_RESPONSE -0.7419587 -0.044864170 -4.299840 0.0003385128
HALLMARK_INFLAMMATORY_RESPONSE     -0.5940473 -0.003525139 -4.193096 0.0004352397
HALLMARK_IL6_JAK_STAT3_SIGNALING   -0.6117943 -0.038379008 -4.157977 0.0004727716
HALLMARK_TNFA_SIGNALING_VIA_NFKB   -0.6670027 -0.043396767 -4.149307 0.0004825257
HALLMARK_ALLOGRAFT_REJECTION       -0.4645747  0.015248663 -3.278981 0.0036971108
                                     adj.P.Val           B
HALLMARK_INTERFERON_GAMMA_RESPONSE 0.004825257  0.43891329
HALLMARK_INTERFERON_ALPHA_RESPONSE 0.004825257  0.22763343
HALLMARK_INFLAMMATORY_RESPONSE     0.004825257 -0.01221232
HALLMARK_IL6_JAK_STAT3_SIGNALING   0.004825257 -0.09109393
HALLMARK_TNFA_SIGNALING_VIA_NFKB   0.004825257 -0.11056468
HALLMARK_ALLOGRAFT_REJECTION       0.030809257 -2.03863951

发散条形图绘制

## barplot
dat_plot <- data.frame(id = row.names(Diff),
                       t = Diff$t)
# 去掉"HALLMARK_"
library(stringr)
dat_plot$id <- str_replace(dat_plot$id , "HALLMARK_","")
# 新增一列 根据t阈值分类
dat_plot$threshold = factor(ifelse(dat_plot$t  >-2, ifelse(dat_plot$t >= 2 ,'Up','NoSignifi'),'Down'),levels=c('Up','Down','NoSignifi'))
# 排序
dat_plot <- dat_plot %>% arrange(t)
# 变成因子类型
dat_plot$id <- factor(dat_plot$id,levels = dat_plot$id)
# 绘制
library(ggplot2)
library(ggtheme)
# install.packages("ggprism")
library(ggprism)
p <- ggplot(data = dat_plot,aes(x = id,y = t,fill = threshold)) +
  geom_col()+
  coord_flip() +
  scale_fill_manual(values = c('Up'= '#36638a','NoSignifi'='#cccccc','Down'='#7bcd7b')) +
  geom_hline(yintercept = c(-2,2),color = 'white',size = 0.5,lty='dashed') +
  xlab('') + 
  ylab('t value of GSVA score, tumour versus non-malignant') + #注意坐标轴旋转了
  guides(fill=F)+ # 不显示图例
  theme_prism(border = T) +
  theme(
    axis.text.y = element_blank(),
    axis.ticks.y = element_blank()
    )
p
# 添加标签
# 此处参考了:https://mp.weixin.qq.com/s/eCMwWCnjTyQvNX2wNaDYXg
# 小于-2的数量
low1 <- dat_plot %>% filter(t < -2) %>% nrow()
# 小于0总数量
low0 <- dat_plot %>% filter( t < 0) %>% nrow()
# 小于2总数量
high0 <- dat_plot %>% filter(t < 2) %>% nrow()
# 总的柱子数量
high1 <- nrow(dat_plot)
# 依次从下到上添加标签
p <- p + geom_text(data = dat_plot[1:low1,],aes(x = id,y = 0.1,label = id),
              hjust = 0,color = 'black') + # 小于-1的为黑色标签
  geom_text(data = dat_plot[(low1 +1):low0,],aes(x = id,y = 0.1,label = id),
            hjust = 0,color = 'grey') + # 灰色标签
  geom_text(data = dat_plot[(low0 + 1):high0,],aes(x = id,y = -0.1,label = id),
            hjust = 1,color = 'grey') + # 灰色标签
  geom_text(data = dat_plot[(high0 +1):high1,],aes(x = id,y = -0.1,label = id),
            hjust = 1,color = 'black') # 大于1的为黑色标签
ggsave("gsva_bar.pdf",p,width = 8,height  = 8)

image.png

结果展示


相关实践学习
每个IT人都想学的“Web应用上云经典架构”实战
本实验从Web应用上云这个最基本的、最普遍的需求出发,帮助IT从业者们通过“阿里云Web应用上云解决方案”,了解一个企业级Web应用上云的常见架构,了解如何构建一个高可用、可扩展的企业级应用架构。
相关文章
跟着Nat Commun学作图 | 4.配对箱线图+差异分析
跟着Nat Commun学作图 | 4.配对箱线图+差异分析
521 0
跟着Nat Commun学作图 | 4.配对箱线图+差异分析
|
机器学习/深度学习 数据采集 存储
Nat. Mach. Intell. | 基于神经网络的迁移学习用于单细胞RNA-seq分析中的聚类和细胞类型分类...
Nat. Mach. Intell. | 基于神经网络的迁移学习用于单细胞RNA-seq分析中的聚类和细胞类型分类...
198 0
Nat. Mach. Intell. | 基于神经网络的迁移学习用于单细胞RNA-seq分析中的聚类和细胞类型分类...
跟着Nat Commun学作图 | Post-hoc图(Extended error bar plot)
跟着Nat Commun学作图 | Post-hoc图(Extended error bar plot)
466 0
跟着Nat Commun学作图 | Post-hoc图(Extended error bar plot)
|
数据处理
跟着Nat Commun学作图 | 3.物种丰度堆积柱状图
跟着Nat Commun学作图 | 3.物种丰度堆积柱状图
622 0
跟着Nat Commun学作图 | 3.物种丰度堆积柱状图
跟着Nat Commun学作图 | 2.时间线图
跟着Nat Commun学作图 | 2.时间线图
164 0
跟着Nat Commun学作图 | 2.时间线图
|
数据处理
跟着Nat Commun学作图 | 1.批量箱线图+散点+差异分析
跟着Nat Commun学作图 | 1.批量箱线图+散点+差异分析
376 0
跟着Nat Commun学作图 | 1.批量箱线图+散点+差异分析
|
机器学习/深度学习 算法 数据挖掘
Nat Commun&JAMA INTERN MED|浅析两篇LASSO+Logistic/Cox 套路文章
Nat Commun&JAMA INTERN MED|浅析两篇LASSO+Logistic/Cox 套路文章
296 0
Nat Commun&JAMA INTERN MED|浅析两篇LASSO+Logistic/Cox 套路文章
|
机器学习/深度学习 大数据
Nat.Mach.Intell.| DEcode:深度学习解读差异基因表达原理
Nat.Mach.Intell.| DEcode:深度学习解读差异基因表达原理
173 0
Nat.Mach.Intell.| DEcode:深度学习解读差异基因表达原理
|
5月前
|
安全 网络安全 网络架构
计算机网络地址转换(NAT)
网络地址转换(NAT)允许多个主机共享一个或一组公共IP地址,同时保护内部网络的隐私和安全。NAT通常由路由器或防火墙设备执行,它充当内部网络和外部网络之间的中间人,将内部主机的私有IP地址映射到一个或多个公共IP地址上。
85 0
|
5月前
|
网络协议
地址重叠时,用户如何通过NAT访问对端IP网络?
地址重叠时,用户如何通过NAT访问对端IP网络?