在进行RNA-seq下游分析时,面临众多方法选择,其中差异分析是关键环节之一。本文将对GSEA(基因集富集分析)进行深入解读,以解答“如何一目了然地发现有无差异”这一问题。
选择GSEA的原因在于其简便直观的特性。与通路富集分析工具如metascape相比,GSEA能直接提供统计学差异显著性的结果。相较于GSVA(基因集表达分析),GSEA在展现通路差异时更为明确,能够直观地判断样本间是否有差异存在。其核心在于ES(enrichment score)值,该值是GSEA分析的核心指标,量化了基因集在特定样本集中的富集程度。
GSEA的原理在于将基因表达量矩阵和样本分组作为输入,通过内置的归一化和差异分析步骤,计算ES等统计量。ES值通过图形直观展示,红蓝两色分别代表不同样本组的位置,而绿线则表示某个基因的ES值,反映其富集情况。通过观察ES值与0坐标的累积面积,可直接判断某通路在哪个样本组中更为富集。
富集显著性则通过假设检验值判断,其中NES(normalized enrichment score)与FDR(False Discovery Rate)尤为重要。若FDR小于0.25,则表明该通路富集显著。GSEA提供了三个统计量:tags、list和signal,tags表示核心基因占基因集的比例,list表示核心基因占所有基因的比例,signal则综合这两个指标,反映通路的富集程度。
常规使用GSEA时,需准备基因表达矩阵(gct文件)和样本标记文件(cls文件)。确保文件格式正确,遵循特定的输入要求。参数选择遵循官方指南,确保无误。当样本量不足时,可使用prerank GSEA进行分析。
在实际操作中,可能会遇到物种转换等问题。例如,需要在不同物种间进行基因集的富集分析时,需使用GSEABase等工具进行物种转换。简单地修改基因名称并不能达到转换效果,因为不同物种间基因名称差异显著。推荐使用专门的R包如clusterprofile进行非模式生物的通路富集分析。
通过上述方法,GSEA为差异分析提供了强大而直观的工具,帮助研究人员轻松判断样本间基因集的差异显著性。正确使用GSEA,结合具体实验背景,可深入探索基因间的复杂关系,揭示疾病机制、生物过程等生物学奥秘。