RNA-seq入门实战(十):PPI蛋白互作网络构建(下)——Cytoscape软件的使用

本节概览:
1. Cytoscape 软件基本介绍
2. 数据导入
蛋白互作节点信息导入、其他注释信息的导入
3. PPI网络图绘制
?选取部分节点展示 ?Analyse Network ?node节点与edge连线的调整 ?layout排布调整 ?图像导出
4. Apps的使用:待更新...

顺接上节RNA-seq入门实战(九):PPI蛋白互作网络的构建——STRING数据库的使用 ,在得到目的基因的蛋白互作关系数据后,可以将数据导入Cytoscape软件进行个性化的可视化操作,本节中介绍Cytoscape_3.9.1基本用法。

下列文章很详细介绍了Cytoscape的使用,推荐阅读:
Cytoscape史上最全攻略 (qq.com)
cytoscape及APP(插件)使用手册 - 简书 (jianshu.com)


1.Cytoscape 软件基本介绍

Cytoscape官网:Cytoscape: An Open Source Platform for Complex Network Analysis and Visualization
说明书:Cytoscape 3.9.1 User Manual — Cytoscape User Manual 3.9.1 documentation
下载地址:Download Cytoscape

Cytoscape是一个开源软件平台,用于可视化分子相互作用网络和生物通路,并将这些网络与注释、基因表达谱和其他状态数据集成。Cytoscape还可以使用Apps实现一些附加功能,大多数Apps可以免费从Cytoscape应用程序商店获取。

Cytoscape

2. 数据导入

2.1 蛋白互作节点信息导入

  • 上节中在STRING网站中下载的sting_interactions_short.tsv文件(或者利用STINGdb包中得到的sting_link.csv文件)包含了蛋白互作节点的各项信息,可以直接导入Cytoscape进行可视化,过程如下:




  • 导入后,软件会根据node1、node2这两列信息绘制网络图,其他列作为注释信息可在之后添加进网络图中


2.2 其他注释信息的导入

除了各节点互作关系外,有时候我们还想添加其他信息:如基因表达量、上下调信息等。此时也可以在导入节点信息后,继续添加其他注释信息,下面示范添加基因上下调信息到Cytoscape软件中

  • 基因上下调的注释信息获取
    从差异分析结果文件中获取基因名与上下调信息,并命名为“node1”、“log2FC”,保存为node_data.csv文件:
load(file = './3.DEG/test_DEG_results.Rdata') #载入差异分析结果  含DEG_DESeq2
nodedata <- data.frame(
  node1=rownames(DEG_DESeq2),
  log2FC=DEG_DESeq2$log2FoldChange)
write.csv(nodedata,'node_data.csv',row.names = F,quote = F) #字符不要带引号 
  • 注释信息文件导入Cytoscape中,操作如下




  • 导入后,软件将根据node1一列自动与之前节点信息相匹配,添加log2FC信息


3. PPI网络图绘制

3.1 选取部分节点展示

在画布中选中我们想展示的目的基因后,点击 File - New Network - From Selected Nodes, All Edges,即可新建一个只包含目的基因的画布



3.2 Analyse Network——获取节点的degree等信息

通过Cytoscape 的Analyse Network功能,可以对网络中节点的重要程度进行分析得出degree值(个人理解哈),并添加进入注释信息,用于后续可视化:

  • Tools - Analyze - Analyse Network — 选择OK即可完成分析


3.3 node节点与edge连线的调整

这一步对于PPI网络图的优化很关键。

  • node与edge等的相关调整设置在软件左侧的Style处,Style下方可切换node、edge等设置:


  • 注意,相关设置的左上property处可以打开或隐藏可调整选项

下面示范根据degree调整node节点大小,根据log2FC调整node节点颜色,根据相互作用评分combined_score调整edge连线粗细与颜色:

① node节点调整

  • 调整node节点形状为圆形:Shape选项——选择Elippse

  • 根据degree调整node节点大小
    先在底部选中Lock node wideth and height——Size选项——Colum选择Degree——Mapping Type选择Continuous Mapping——点击进入调整到合适的大小区间


  • 根据log2FC调整node节点颜色渐变
    Fill Color选项——Colum选择log2FC——Mapping Type选择Continuous Mapping——点击进入调整颜色区间为红蓝渐变,红为上调,蓝为下调


② edge连线调整

style界面下方切换到 edge设置界面,操作同与之前类似

  • 根据combined_score调整edge连线粗细
    Width选项——Colum选择combined_score——Mapping Type选择Continuous Mapping——调整大小区间

  • 根据combined_score调整edge连线颜色渐变
    Color选项——Colum选择combined_score——Mapping Type选择Continuous Mapping——调整颜色区间


  • 调整一下edge连线的透明度:
    Transparency选项 ——设为150


3.4 layout网络排布调整

在软件上侧的Layout选项中可以对网络图进行各种形式的排序,下面展示几种排布方式

  • Degree Sorted Circle Layout


  • yFiles Organioc Layout


  • yFiles Radial Layout


  • yFiles Tree Layout



3.5 图像导出

得到满意的图像后,调整好其在画布上的位置和大小(否则导出图像容易不完整),在画布下方点击文件导出键,一般选择保存为pdf文件便于后期在进行编辑




4. Apps的使用

除了以上强大的绘图功能外,Cytoscape还可以安装各类的Apps插件,如cytoHubba、MCODE、ClueGO等等,从而实现多种多样的分析功能。
此部分之后再慢慢更新吧......


参考资料
Cytoscape史上最全攻略 (qq.com)
cytoscape及APP(插件)使用手册 - 简书 (jianshu.com)
Cytoscape 3.9.1 User Manual — Cytoscape User Manual 3.9.1 documentation


RNA-seq实战系列文章:
RNA-seq入门实战(零):RNA-seq流程前的准备——Linux与R的环境创建
RNA-seq入门实战(一):上游数据下载、格式转化和质控清洗
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