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TCGA|GEO可视化分析第2篇---KEGG|GO分析大全

TCGA|GEO可视化分析第2篇---KEGG|GO分析大全

作者: 沉迷工作的我 | 来源:发表于2020-04-19 00:45 被阅读0次

    导读:之前讲了如何用筛选出的差异基因做做相关性分析。那今天我和各位小伙伴深入的讲一下:(1)如何用clusterProfiler做KEGG|GO富集条形图,气泡图;(2)如何用enrichplot做gene-GO terms|gene-KEGG pathways网络图;(3)如何用GOplot绘制gene-GO terms|gene-KEGG pathways和弦图;(4)如何用heatplot绘制gene-GO terms|gene-KEGG pathways关系瀑布图。


    正文:GO,KEGG富集分析条形图(barplot)和气泡图(dotplot)都只显示最显著的富集项,而用户如果想知道哪些基因与这些显著项有关,该怎么办呢?cnetplot就是将基因GO terms或KEGG pathways之间的联系描述为一个网络,体现gene-GO terms|gene-KEGG pathways的关系趋势。瀑布图(heatplot)与cnetplot类似,它将gene-GO terms|gene-KEGG pathways关系显示为热图。因为gene-GO terms|gene-KEGG pathway网络图可能会过于复杂,热图可以简化结果,更容易识别表达模式。

    Part1:KEGG|GO富集条形图,气泡图

    library(openxlsx)

    library(clusterProfiler)

    library(ggplot2)

    library(enrichplot)

    library(GOplot)

    library(DOSE)

    library(stringr)

    先把需要用到的包加载好,没有安装的依赖包一起安装一下。安装好所有的包之后,下面我们开始读取数据。

    setwd("E:\\Bioinfo_analysis\\scripts\\corr\\corr_batch") #设置工作路径

    fr<-read.xlsx('DEGs.xlsx',rowNames = F,colNames = T)#数据格式如下

    gene<-bitr(fr$Genes,fromType = 'SYMBOL',toType = 'ENTREZID',OrgDb = 'org.Hs.eg.db') #基因名ID转换,把基因名转换成ENTREZID

    GO<-enrichGO(

      gene$ENTREZID,

      OrgDb = 'org.Hs.eg.db',

      keyType = "ENTREZID",

      ont = "ALL",

      pvalueCutoff = 0.05,

      pAdjustMethod = "BH",

      qvalueCutoff = 0.05,

      minGSSize = 10,

      maxGSSize = 500,

      readable = TRUE

    )#GO富集

    KEGG<-enrichKEGG(

      gene$ENTREZID,

      organism = "hsa",#我用到是数据是人的组织数据,所以这里选择‘hsa’

      keyType = "kegg",

      pvalueCutoff = 0.05,

      pAdjustMethod = "BH",

      universe,

      minGSSize = 5,

      maxGSSize = 500,

      qvalueCutoff = 0.2,

      use_internal_data = FALSE

    )#KEGG富集

    barplot(GO, split="ONTOLOGY")+facet_grid(ONTOLOGY~., scale="free") #GO聚类条形图,fig1

    fig1.BP:生物过程,CC:细胞组成,MF:分子功能。

    dotplot(GO, split="ONTOLOGY")+facet_grid(ONTOLOGY~., scale="free") #GO聚类气泡图,fig2

    Fig2

    barplot(KEGG,showCategory = 40,title = 'KEGG Pathway') #KEGG聚类条形图,fig3

    fig3

    dotplot(KEGG) #KEGG聚类气泡图,fig4

    fig4

    Part2:gene-GO terms|gene-KEGG pathways网络图

    其实以上都是KEGG和GO相关的常规分析,GO,KEGG富集分析条形图(barplot)和气泡图(dotplot)都只显示最显著的富集项,而用户如果想知道哪些基因与这些显著项有关,该怎么办呢?下面我们再升级一下。

    enrichplot::cnetplot(GO,circular=TRUE,colorEdge = TRUE)#GO通路-基因网络图,fig5

    fig5

    enrichplot::cnetplot(KEGG,circular=TRUE,colorEdge = TRUE)#KEGG通路-基因网络图,fig6

    fig6

    Fig5和fig6体现的就是KEGG和GO每个富集项中都有哪些基因,我们由此也可以推测一些基因的功能。

    Part3:gene-GO terms|gene-KEGG pathways关系瀑布图

    我们筛选的差异基因还是比较少的,这样的网路图看起来还是很容易区分不同的表达模式的,不过当差异基因过多的时候,这样的网络图就会显得比较乱,可能过于复杂,那我们应该怎么办呢?不用慌,我们可以用瀑布图来展示。瀑布图(heatplot)与cnetplot类似,它将gene-GO terms|gene-KEGG pathways关系显示为热图,热图可以简化结果,更容易识别表达模式。

    enrichplot::heatplot(GO,showCategory = 50) #GO富集瀑布图,fig7

    fig7

    enrichplot::heatplot(KEGG,showCategory = 50) #kegg富集瀑布图,fig8

    fig8

    从Fig7和fig8中就可以更容易识别不同基因的表达模式。

    Part4:gene-GO terms|gene-KEGG pathways和弦图

    有些小伙伴说想让图能体现功能的同时更炫酷一点。OK,我们还可以再升级一下,此时用和弦图展示你的结果,定会让你的图片逼格升一个档次。好了,直接上代码。

    GOplotIn<-GO[1:10,c(2,3,7,9)]#我们先提取GO富集结果的前10行,和提取ID,Description,p.adjust,GeneID四列。

    GOplotIn$geneID <-str_replace_all(GOplotIn$geneID,'/',',')#把GeneID列中的’/’替换成‘,’

    names(GOplotIn)<-c('ID','Term','adj_pval','Genes')#修改列名,后面和弦图绘制的时候需要这样的格式,不然会报错

    GOplotIn$Category = "BP"#因为我们提取的前10列为BP,所以再加一列分类信息

    #构建基因表达矩阵

    genedata<-data.frame(ID=fr$Genes,logFC=fr$logFC)

    circ<-GOplot::circle_dat(GOplotIn,genedata) #GOplot导入数据格式整理

    chord<-chord_dat(data = circ,genes = genedata) #生成含有选定基因的数据框

    好了,到此数据都整理好了,开始画和弦图。

    GOChord( #GO富集和弦图,fig9

      data = chord,

      title = 'GOchord plot',

    space = 0,#GO Term间距

      limit = c(1,1),

      gene.order = 'logFC',

      gene.space = 0.25,

      gene.size = 5,

    lfc.col = c('red','white','blue'), #上下调基因颜色

      #ribbon.col = brewer.pal(length(GOplotIn$Term)),#GO Term colors

    process.label = 10 #GO Term字体大小

    )

    Fig9是不是感觉很酷炫,撒花~~~~~~~~~~~~~~~~~~

    还可以和弦图+表格一起展示GO富集结果,往下看:

    GOCircle(circ) #和弦图+表格,fig10 

    fig10

    也可以聚类热图的形式展示,GO富集结果:

    GOCluster(circ,GOplotIn$Term) #GO富集聚类图,fig11

    fig11

    以上就是GO和KEGG富集相关的分析,学会这些足以了,以后再也不用担心怎么去做GO,KEGG分析了。喜欢的小伙伴可以给个赞哦,有疑问和建议可以后方留言哦!

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