這是一位果友提出來的問題,也可能是我們在生信分析何數據挖掘時候會產生的困惑:GEO跑出來的那些以疾病命名的通路有研究價值嗎?比如研究非腫瘤疾病跑出來胰腺癌(不考慮做共病)。如果我不想要排名第1的,應該怎么引出第2甚至更后面的通路呢?在生信分析或數據挖掘時,如果遇到以上問題,怎么解決呢?
這里其實是兩個問題。我們看看DeepSeek怎么回答的!
疾病命名通路的潛在研究價值
在GEO數據分析中,若研究非腫瘤疾病(如糖尿病、神經退行性疾病)卻富集到腫瘤相關通路(如"胰腺癌通路"),需要謹慎評估其生物學意義。
(1) 通路命名存在局限性。富集通常以典型疾病(如癌癥)命名通路,但是許多通路(如PI3K-AKT、MAPK等)實際上是基礎生物學過程,在多種疾病中共享。這種情況下,需要深入挖掘通路的核心基因(如胰腺癌通路可能本質上是細胞增殖或代謝重編程),使用更通用的通路注釋(如GO-BP、Hallmark基因集)避免疾病名稱干擾。
(2) 數據混雜因素(批次效應、樣本污染)。如果樣本來自不同批次或存在腫瘤污染(如胰腺組織樣本混入癌細胞),可能導致假陽性富集。這就要求在數據分析過程中,注意數據清洗,嚴格質控(PCA、批次校正,如ComBat)。單細胞數據驗證(如發現胰腺癌通路基因是否來自少數異常細胞)。
(3) 真正的生物學關聯。某些通路(如炎癥、代謝異常)在腫瘤和非腫瘤疾病中均發揮作用(如糖尿病與胰腺癌共享胰島素信號異常)。文獻挖掘(PubMed、STRING數據庫等)驗證基因-疾病關聯;構建調控網絡(如WGCNA+TF調控分析)尋找核心驅動基因。
如何繞過排名第1的通路,研究排名靠后的通路?
(1) 調整富集分析參數。GSEA/DAVID/clusterProfiler默認返回最顯著通路,但可以手動提取完整結果:
# clusterProfiler示例
kk <- enrichKEGG(geneList, pvalueCutoff = 0.2) # 放寬p值閾值
kk_result <- as.data.frame(kk)
kk_result[order(kk_result$p.adjust), ] # 按校正p值排序
還可以只展示關心的信號通路:
top10_pathways <- kk_result$ID[1:10] # 取前10條通路
plot(barplot(kk, showCategory = 10)) # 可視化
(2) 使用更靈活的通路數據庫。Hallmark基因集(MSigDB)可避免疾病命名,聚焦核心生物學過程(如"炎癥反應"而非"胰腺癌")。也可以基于最新文獻的基因集,構建疾病特異通路。
(3) 網絡分析(WGCNA+PPI)。若胰腺癌通路排名第1,但研究者更關注排名第2的氧化應激通路,可以通過WGCNA找出與目標表型最相關的模塊(可能對應排名第2的通路),或者通過PPI(蛋白互作網絡)篩選Hub基因,驗證其是否驅動目標通路。
通路名稱僅是生物學機制的標簽。我們要穿透命名表象,通過分析,從次要通路中挖掘普適規律。真正的創新往往隱藏在‘第二選擇’中!
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