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GSEA软件的二次作图

GSEA软件的二次作图

作者: 欧阳松 | 来源:发表于2022-10-01 17:44 被阅读0次

    我们知道,用GSEA的java软件分析的结果之后,默认的图是png,而且只有72 dpi,比如下面这样的

    image.png

    其实颜值也还好,但是很模糊,这是很不方便用于发文章的,那么有没有一些二次作图的方法呢?
    答案是肯定的,不仅有,而且还有很多方法,不知道你们有没有发现本地文件夹里其实还有一个edb文件夹,而这个文件夹只有三个文件,一个rnk,一个gmt,另外就是results.edb,实际上所有的图片信息都在results.edb里,在这里展示一些我收集的二次绘图办法。

    Rtoolbox二次绘图

    Rtoolbox这个包目前只能在Github上安装,里面也只有两个函数replotGSEA()OverviewPlot(),由于Github经常访问不了,所以可以导入到Gitee上了,安装起来也很简单。

    remotes::install_git('https://gitee.com/swcyo/Rtoolbox')
    

    而关于这个包的replotGSEA()的函数使用也很简单

    replotGSEA(path, gene.set, class.name, metric.range, enrichment.score.range)
    

    比如我的本地结果都在~/my_analysis.GseaPreranked.1664378586466 这个文件夹里,里面有很多结果,我们只需要提取相应的通路名称,设置一些简单的函数就可以出一个pdf的图了,比如我要提取PPAR通路的结果,只需要一个函数即可

    library(Rtoolbox) ##加载R包
    replotGSEA(path = '~/my_analysis.GseaPreranked.1664378586466', ##设置本地文件夹路径
               gene.set = "KEGG_PPAR_SIGNALING_PATHWAY%HSA03320", ## 提取PPAR通路
               class.name = "PPAR_SIGNALING_PATHWAY", ##定义图中间的名称
               ## enrichment.score.range= c(-1, 1) ###设置富集分数范围,一般默认即可
               )
    

    这时候会再弹出一个R的窗口(Mac系统可能提示要安装Quartz),这时候会显示一个图,显示了一个比自带更好看的图,还能显示p、FDR和NES的值,我们适当的拉伸图片的长宽,然后点Save可以保存为pdf,之后再自己编辑结果,见下图所示。与原始图比较简直就是天壤之别吧。

    replotGSEA

    然而,这个方案有两个缺陷

    1. 不能在一张图片上设置多条通路
    1. 不能使用代码自由保存图片格式和大小

    gseaplot_modified函数二次绘图

    使用这个函数其实纯属于不讲武德的方法,完完全全就是调用Rtoolbox这个包的replotGSEA()绘图,唯一的区别就是这个函数不需要安装Rtoolbox这个包,而是直接定义函数,要说区别吧,我仔细对比了一些源代码R/ReplotGSEA.R,也就是在图片的设置上有非常非常非常细微的差距而已。。。

    因为两个函数没有本质差异,所以我也就不放结果了,需要的还不如直接复制R/ReplotGSEA.R这个链接里的函数,这没有什么好说的了。。。

    基于ggplot2的绘图

    这个教程来自于GSEA自定义做图 - 简书 (jianshu.com),当然最好看的肯定是使用clusterProfiler计算好的结果,然后使用enrichplot包的gseaplot2()函数来绘图,当然我们也是可以借鉴Y叔的画图思路要成图,但这个要求太高。这个教程其实还是在Rtoolbox的基础上进行二次修改,将replotGSEA()函数的作图取消,改成单独提取rank和ES的值,然后使用ggplot2拼图。原理无非就是在结果文件夹中有个edb文件夹,里面又有一个.edb 和 .rank文件,这个文件就是做图的原始文件,如果你动手能力强,可以封装成一个函数,也可以自己开发一个包。

    使用修改的函数直接提取数据作图。然而对于单个GSEA而已,GSEA的文件夹里还有png图和tsv的表格(很久以前是xls),网上当然也有一些教程,我们可以先看看tsv的结果,比如我们继续使用PPAR通路的表格,可以看到表格里有SYMBOLRANK.IN.GENE.LISTRANK.METRIC.SCORERUNNING.ES等信息。
    我们先把表格读进来

    data<-read.delim("~/my_analysis.GseaPreranked.1664378586466/KEGG_PPAR_SIGNALING_PATHWAY%HSA03320.tsv")
    ## 看看数据分布
    head(data)
    
    ##    NAME SYMBOL RANK.IN.GENE.LIST RANK.METRIC.SCORE RUNNING.ES CORE.ENRICHMENT
    ## 1 row_0   MMP1               265         0.4223908 0.03071519              No
    ## 2 row_1    ME1               368         0.3963699 0.06376065              No
    ## 3 row_2   OLR1               567         0.3652790 0.09122010              No
    ## 4 row_3   SCD5              1024         0.3145396 0.10664627              No
    ## 5 row_4    UBC              1589         0.2741413 0.11529607              No
    ## 6 row_5  FABP5              2359         0.2328998 0.11430056              No
    ##    X
    ## 1 NA
    ## 2 NA
    ## 3 NA
    ## 4 NA
    ## 5 NA
    ## 6 NA
    

    GSEA二次绘图,主要是三部分拼图,第一部分是曲线,第二部分是网格线,第三部分是底下的曲线,可以使用的办法很多,重点是知道图的x轴和y轴是什么,推荐使用ggplot2画图,当然如果你想省事,用ggpubr更简单

    我们先画最上面的图,可以使用geom_line画出,见下面所示。

    library(ggplot2)
    p1<-ggplot(data) +
      aes(x = RANK.IN.GENE.LIST, y = RUNNING.ES) + #x轴是rank值,y轴是ES值
      geom_line(size = 1, colour = "#f87669") +
      labs( y = "Enrichment score (ES)",  title = "PPAR SIGNALING PATHWAY",x=NULL) +
      theme_bw(base_size = 12)+ #设置主题和字体大小
      theme(axis.title.x=element_blank(),axis.text.x=element_blank(), axis.ticks.x=element_blank(),## 将x轴文字清空
            plot.title=element_text(hjust=0.5))+ #设置标题居中
      scale_x_continuous(expand = c(0, 0)) + #取消x轴左右的空白
      geom_hline(yintercept = 0, linetype = "dashed") #添加ES为0的基准线
    p1
    

    GSEA上部分的曲线图

    接着我们画中间的部分,见下图所示。

    p2<-ggplot(data, aes(x = RANK.IN.GENE.LIST)) +
        geom_linerange(aes(ymin=-min(RANK.IN.GENE.LIST), ymax=max(RANK.IN.GENE.LIST))) +
        xlab(NULL) + ylab(NULL) + theme_bw()+
        theme(legend.position = "none",
              plot.margin = margin(t=-.1, b=0,unit="cm"),
              axis.ticks = element_blank(),
              axis.text = element_blank(),
              axis.line.x = element_blank()) +
        scale_x_continuous(expand=c(0,0)) +
        scale_y_continuous(expand=c(0,0))
    p2
    
    GSEA中间部分

    最后下面的rank部分,见下图所示。

    p3<-ggplot(data) +
      aes(x = RANK.IN.GENE.LIST, y = RANK.METRIC.SCORE) +
      geom_area(size = 1.5,fill='gray30') +
      theme_bw(base_size = 12)+ ylab("Ranked List Metric")+xlab("Rank in Ordered Dataset") +
      scale_x_continuous(expand=c(0,0))
    

    GSEA下面部分

    最后,将三张图拼成一张图即可,见最终所示。

    library(patchwork)
    
    p1/p2/p3+plot_layout(heights = c(0.5,0.2,0.3))
    
    ggplot2-GSEA

    最后,三张图其实都是一样的


    最后的全家福

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