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GSEA分析
基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis, GSEA)的基本思想是使用預定義的基因集(通常來自功能注釋或先前的試驗),將基因按照在兩類樣本中的差異表達程度排序,然后檢驗預先設定的基因集是否在這個排序表的頂端或者末端富集。GSEA分析檢測基因集合而不是單個基因的表達變化,因此可以包含更多細微的表達變化,從另一個角度來解讀生物學信息,以闡述其中的生物學意義。
用途
類似GO,KEGG分析,但GSEA是從整體上進行分析的
前置分析條件
一般僅為人,其他物種需要有對應的GO,KEGG注釋信息

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Demo結果解讀
從上圖可以發現,本次獲得的結果,PPAR signaling pathway通路相關的基因富集在C中,即該通路與表型C相關,結果圖中分為三大部分,其中最上方為基因的富集分數圖,展示了每個基因的富集分數,其中曲線的較高的對應該通路的富集分數(ES),若涉及到多個通路的比較,則會對多個通路獲得的ES進行標準化,獲得NES,NES絕對值越大,對應的通路富集程度越高,Pvalue或者FDR越小,對應通路富集越顯著。
案例展示
案例一  HNRNPK影響胃癌細胞增殖的機制研究
研究背景
胃癌作為世界范圍內僅次于肺癌和肝癌的第三大癌癥,早期診斷是預防和提高生存率的手段。目前早期胃癌標志物的尋找和早期治療顯得尤為重要。有研究已驗證HNRNPK表達異常與腫瘤的發生、發展和預后相關以及其異常引起的下游靶基因和信號通路。但HNRNPK與腫瘤細胞表型之間的關系還不清楚。
研究內容與結果
KM分析發現HNRNPK與胃癌患者的存活時間和癌癥進展時期顯著相關,尤其是和1期/M0期患者的生存時間顯著相關。所以高表達的HNRNPK可以作為早期胃癌預后評估候選標志物。HNRNPK過表達體內/體外實驗驗證其對腫瘤細胞增殖和腫瘤大小的抑制影響,并對HNRNPK過表達后細胞進行基因表達檢測和富集分析。同時基于TCGA數據庫中胃癌數據通過GSEA分析獲得HNRNPK顯著正相關的通路有兩個,顯著負相關的通路有三個。最終驗證HNRNPK- p53/p21/CCND1-p53 pathway影響細胞增殖的機制。

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 KM分析
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 A)heatmap結果;B)GSEA分析;C)通路網絡cytoscape結果
參考文獻
Hao Huang, Yong Han, Xingjiu Yang, et al. HNRNPK inhibits gastric cancer cell proliferation through p53/p21/CCND1 pathway. Oncotarget.2017,8(61):103364-103374. (IF5.168)


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