GSCALite:基因组癌症分析科研工具

今天为大家介绍一个强大的科研神器。
 
这是我国科研团队——华中科技大学生命科学学院郭安源教授团队开发的,于 2018 年 11 月发表在《Bioinformatics》期刊的研究基因组癌症分析的科研工具。
 
图片来源:网站截图

GSCALite

网址:
http://bioinfo.life.hust.edu.cn/web/GSCALite/

GSCALite 是一个基因组癌症分析平台。肿瘤相关基因的 DNA 或 RNA 的改变可能有助于肿瘤的发生、发展、诊断、预后和治疗。
 
在这个 GSCALite 中,我们整合了来自 TCGA 的 33 种癌症类型的癌症基因组数据、来自 GDSC 和 CTRP 的药物反应数据,以及来自 GTEx 的正常组织数据,在一个统一的数据分析流程中进行基因集分析。

可以分析的基因集有:

1)mRNA:差异表达及生存分析
2)SNV:统计学、分布、类型及其生存意义。
3)CNV:杂合/纯合 CNV 缺失/扩增的统计。
4)甲基化:甲基化影响生存和表达。
5)癌症通路活性:10 种癌症相关通路的活性。
6)miRNA 网络:通过 miRNA 的基因调控网络。
7)药物分析:表达与药物敏感性的相关性 (IC50)。
8)GTEx:基因在正常组织和 eQTL 中的表达。

进入网站输入想要研究的基因,但注意必须输入至少 5 个基因,否则不能得出结果 。

图片来源:网站截图

我们以最近很火的 E2F 家族的 8 个基因为例子,了解一下这个网站的功能。

输入基因后,点击搜索。
 
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点击左侧红框中的癌症类型和分析类型,在右侧就会显示出来相关选项,下方会显示你所填选的基因的总个数、有效个数、无效个数。

最后点击「Start Gene Set Analysis」,查看分析结果。
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一、TCGA Cancer

1. mRNA 表达

mRNA 表达模块根据 TCGA 表达数据计算整个癌症的基因组差异表达。模块分析结果提供差异表达,生存分析和亚型分析。

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Tumor vs.Normal

这里显示了肿瘤 vs 正常对照中基因集的表达比例。
 
圆点表示来自多个 t 检验的 FDR,圆圈越大 FDR 越小,点击下载图标可以更改图标尺寸。

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Table of comparison

该部分显示了所查询的基因集的详细信息。
 
我们可以点击列名旁边的箭头来改变排名。列名称下的方框处可以帮助用户搜索目标结果。同样,我们还可以看生存等信息。
 
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2. SNV 分析

单核苷酸变异(SNV)模块可显示特定癌症类型中 SNV 频率和基因集的变异类型。突变对总体生存 OS 的影响通过对数秩检验给出,该检验有助于评估基因组突变与临床结果之间的关系。

SNV percentage profile

这里展现特定癌症类型中所选基因的相对 SNV 频率,每一行表示一个基因。

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SNV summary

图片显示了变体类型 (SNP 或 DEL)、变体分类、SNV 类等。

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SNV oncoplot

这里会显示在选定的 TCGA 癌症类型中详细的 SNV 信息的基因集,是不是很好看,很高大上啊!

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SNV survival plot

这里会显示在选定的癌症类型中有 SNV 或无 SNV 的样本的 Kaplan-Meier 生存评估。
 
无色点表示 SNV 不会改变存活率。此处,蓝色圆点表示对应基因中存在 SNV 的患者在 TCGA 数据集中的存活率较差。(以 SLC4A7 和 ACE 为例)

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3. CNV 分析

CNV Pie distribution

饼状图表示出所查询的基因在选定癌症中的拷贝数 (CNV) 类别 (杂合和纯合扩增/删除)。

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Hete CNV

这里展现 CNV 分类在选定癌症类型中的分布。

以下两幅图显示了选定癌症类型的体细胞拷贝数信息 (基因位点位于该区域)。

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CNV to Expression

图中显示了 CNV 与基因表达的关系。spearman 相关系数的若显示蓝色负值表明该基因与 CNV 表达谱相反。

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4. 甲基化分析

甲基化模块探讨了所选癌症类型的肿瘤与配对正常人之间的甲基化差异,甲基化与表达之间的相关性以及受甲基化水平影响的 OS。

Differential  Methylation

这张图显示了肿瘤和正常样本的甲基化差异。甲基化值范围为 0 ~ 1,0 表示非甲基化,1 表示完全甲基化位点。
 
在这里,我们使用平均甲基化水平来计算肿瘤和正常样本之间的差异。FDR 经多次 t 检验计算。

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Methylation Survival

这幅图显示了基因表达与患者生存的关系。蓝/红点表示相关基因高/低甲基化水平与患者 wrose 生存相关。
 
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Methylation to Expression

展示了基因表达和甲基化之间的关系。这里的蓝/红点表示基因表达与甲基化负/正相关。

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5. 癌症中的途径活性

Global percentage

图片显示了选定癌症类型的基因的整体活性。红色表示促进,绿色表示抑制,灰色表示没有作用,空白表示基因不在通路中。

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Heatmap percentage

基因对通路有影响 (激活或抑制癌症) 百分比。

红色/蓝色表示基因可能激活/抑制 32 种癌症的特定通路 (百分比,负数表示抑制)。

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Relation network

左列和中列之间的联系表明基因在特定的癌症类型中表达。而中右柱之间的联系表明该基因可能激活或抑制了特定的通路。

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6. miRNA-mRNA 相关网络

miRNA 调节模块将提供一个 miRNA 调节网络,可视化 miRNA 对基因的潜在调节,下图为输入基因的 miRNA-mRNA 调控网络。(用鼠标可以进行拖拽改变位置哦)

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图片来源:网站截图

二、Drug Sensitivity Analysis

基因组畸变影响临床对治疗的反应,是药物筛选的潜在生物标志物。整合了 GDSC 和 CTRP 中癌细胞系的药物敏感性和基因表达谱数据进行研究。
 
通过 Spearman 相关分析以小分子/药物敏感性(IC50)进行基因组中每个基因的表达。

图片来源:网站截图

三、GTEx Normal Tissues

GTEx expression

此处,将以热图和箱形图的形式显示所选 GTEx 正常组织中查询基因集的表达谱和基因集变异分析得分(GSVA)
 
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Table of eQTL in GTEX dataset

所选 GTEx 正常组织中的基因集的 eQTL 将以表格形式显示。

图片来源:网站截图

真是一个强大的科研工具,还不赶紧收藏!
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