代谢组学数据分析
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代谢组学数据分析

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  • 品牌遐永医药
  • 产地全国
  • 型号代谢组学数据分析
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上海遐永医药科技有限公司

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产品描述
                           1、样本信息
通过***,分为**组和**组,每组**个样本、生物学重复,分别记做**和**。
2、代谢物提取

3、LC-MS/MS分析

4、数据预处理

     原始数据经ProteoWizard转换成.mzXML格式,然后采用XCMS程序进行峰对齐、保留时间校正和提取峰面积。代谢物结构鉴定采用精确质量数匹配(<25ppm)和二级谱图匹配的方式,检索实验室自建数据库。对XCMS提取得到的数据,删除组内缺失值>50%的离子峰。应用软件SIMCAP14.1(Umetrics,Umea,Sweden)进行模式识别,数据经Pareto-scaling方法预处理。

5、主成分分析(PCA)
     我们对已标准化的数据其进行一系列的多元变量模式识别分析,首先是主成分分析。主成分分析(principalcomponentanalysis,PCA)是将一组观测的可能相关变量,通过正交变换转换为线性不相关变量(即主成分)的统计方法。PCA可以揭示数据的内部结构,从而更好的解释数据变量。代谢组学数据可以被认为是一个多元数据集,能够在一个高维数据空间坐标系中被显现出来,那么PCA就能够提供一幅比较低维度的图像(二维或三维),展示即为在包含信息最多的点上对原对象的“投影”,有效地利用少量的主成分使得数据的维度降低。PCA分析利用软件SIMCAP14.1进行,并采用七次循环交互验证(7-fold crossvalidation)得到pR2Y(模型对分类变量Y的可解释性的显著性)和pQ2(模型的可预测性的显著性),对模型有效性进行评判。

6、偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)和正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)
     基于LC-MS的代谢组学数据具有高维(检测出代谢物种类多),小样本(检测样本量偏少)的特性,在这些变量中既包含与分类变量相关的差异变量,也包含大量互相之间可能存在关联的无差异变量。我们采用偏最小二乘判别分析(PartialleastsquaresDiscriminantAnalysis,PLS-DA)和正交偏最小二乘法-判别分析(orthogonalprojectionstolatentstructures-discriminantanalysis,OPLS-DA)的统计方法对结果进行分析,可以过滤掉代谢物中与分类变量不相关的正交变量,并对非正交变量和正交变量分别分析,从而获取更加可靠的代谢物的组间差异与实验组的相关程度信息。
     OPLS是一种改进的PLS方法,它利用正交信号矫正的思想,滤除了自变量矩阵(X)中与量矩阵(Y)无关的信息,即随机噪声。所以OPLS-DA可以更好地区分组间差异,提高模型的有效性和解析能力。为了评价模型的可靠性,采用七次循环交互验证和200次响应排序检验(responsepermutationtesting,RPT),得到pR2Y(模型对分类变量Y的可解释性的显著性)和pQ2(模型的可预测性的显著性)对模型有效性进行评判。PLS-DA和OPLS-DA分析利用软件SIMCAP14.1进行,绘制样本分布散点图,并获得OPLS-DA模型第一主成分的变量投影重要度得分(VariableImportanceintheProjection,VIP)。

7、差异代谢物筛选
     按照**VS**分组,利用ttest法进行差异分析,得到pvalue并计算差异倍数比(FoldChange,FC),结合相应OPLS-DA模型的VIP,设定差异代谢物的阈值为pvalue<0.05且VIP>1,当FC>1为上调差异代谢物,当FC<1为下调差异代谢物。

     对差异分析结果进行火山图和聚类热图展示,火山图可视化利用R语言包ggplot2包(http://ggplot2.org/,version:2.2.1)完成;聚类热图使用pheatmap包(version:1.0.8,https://cran.r-project.org/web/packages/pheatmap),方法为欧氏距离层次聚类。

8、差异代谢物的KEGG分析
     基于KEGG(www.kegg.jp/kegg/pathway.html)提供的人类代谢通路信息,我们利用IMPaLA工具(CompoundsandgenesSynthesisMolecularPathwayLevelAnalysis,http://impala.molgen.mpg.de/)[5]对差异代谢物进行富集分析,以超几何检验方法p<0.05作为显著富集的阈值,进行条形图可视化,并绘制部分通路map图。



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