• IPA - 从头手动绘制通路图

IPA - 从头手动绘制通路图

INGENUITY Pathway Analysis,简称IPA,是一款著名的生物信息学数据云端分析平台,不仅可以对生物学/医学内容进行搜索,辅助文献调研;还可实现RNA-seq、small RNA-seq、microarrays(miRNA 和 SNP)、metabolomics、proteomics等组学数据以及小规模实验数据的深度解析。现已有数千篇生物学研究领域的文献引用了IPA软件,所涉及

INGENUITY Pathway Analysis,简称IPA,是一款著名的生物信息学数据云端分析平台,不仅可以对生物学/医学内容进行搜索,辅助文献调研;还可实现RNA-seq、small RNA-seq、microarrays(miRNA 和 SNP)、metabolomics、proteomics等组学数据以及小规模实验数据的深度解析。现已有数千篇生物学研究领域的文献引用了IPA软件,所涉及到的软件功能有:Canonical Pathway、Molecule Activity Predictor (MAP)、Upstream Regulator Analysis、Mechanistic Networks、Downstream Effects Analysis、Regulator Effects、Network Analysis、Comparison Analysis、MicroRNA Target Filter、Biomarker Filter、Path Designer等等。无论是发表文章,还是文献调研写申请,科研工作者难免会遇到信号通路或代谢通路的绘图问题,而IPA则可基于自身强大的数据库和实用的绘图工具轻松应对此类问题,下图为IPA自动生成的一个NETWORK机制图。


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Figure: Network (Organismal Injury and Abnormalities, Cancer, Reproductive System Disease) associated with TS-altered plasma miRNAs. (Sun et al., 2017)

文章:XCIescaping gene KDM5C contributes to ovarian development via downregulating miR320a

今天要给大家介绍的就是IPA的通路绘图功能,那么如何用IPA手动从头绘制通路图呢?这里以Fatty Acid synthase (FASN)基因为例,FASN是一个控制前列腺癌细胞扩散的候选靶标,接下来我们使用IPA软件一步步来探索FASN是通过怎样的调控通路参与到了前列腺癌疾病的发生中。

1.打开IPA,搜索栏中,选择 Genes and Chemicals 搜索项,输入FASN进行搜索。

2.给FASN新建一个Pathway,选中FASN基因,在搜索窗上点击 Add to My Pathway,选择New My Pathway。点击保存按钮。

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3.添加与前列腺相关的分子到这个Pathway中,在搜索框中选择Functions and Diseases选项,输入prostate tumorigenesis,点击搜索。

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4.选中Reproductive System Disease下面的tumorigenesis,选择Add to My Pathway,加入到FASN Pathway中。

5.去除药物和化合物,从而仅关注基因分子。在Path Editor中拉选框选中所有分子,选择 Build选项,在左边 Tool 的下拉菜单中选择 Trim,在Molecule Types filter中选中biologic drug和所有以chemical开头的选项,点击 Apply。

6.基于Ingenuity Knowledge Base这个数据库中已有的文献记载,给FASN 基因与肿瘤发生分子之间添加关联。在Tool中选择 Path Explorer,选中FASN基因添加到Set A 中,Direction选项中选择Any Direction,然后选中所有肿瘤发生分子,添加到 Set B 中,点击 Apply。

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7.选中下面的4条 Paths,点击 ADD TO MY PATHWAY。

8.给肿瘤发生分子之间添加互作关系。选中所有的肿瘤发生分子,在左边的工具中选择 Connect ,使用默认参数,点击 Apply。

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9.审阅支持FASN分子互作的文献。双击FASN分子与AKT1/PTEN/IGF1/TP53之间的连线,可以打开文献证据。

10.鉴定prostate tumorigenesis/FASN pathway中的哪些基因也参与了Canonical Pathway for Prostate Cancer Signaling。点击 Overlay按钮,在工具中选择Canonical Pathway,在 Pathway列表中选中Prostate Cancer Signaling,它会出现在 Pathway中,以辐射线形式展示于该Pathway分子的关联。如果你双击Prostate Cancer Signaling 这个标签,将会弹出这条Canonical Pathways,黄色高亮分子为也参与了我们建立的FASN Pathway。

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11.添加基因表达数据到现有的Pathway中。如果你已经导入了含基因表达情况的数据,可通过 Overlay功能,将基因的表达水平添加到通路中,在Overlay中,选择Analysis, Datasets & Lists,选择样本数据,比如Example Analysis - Analyses - Prostate Disease Expert Assist included – MET。上调/下调/无变化的基因会分别着以红色/绿色/灰色,无表达值数据的基因仍旧以白色标识。此时,放大FASN基因,会看到不同颜色的柱形图标识该基因的上下调变化,在癌细胞扩散后,该基因发生了上调。

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12.添加可能控制 FASN 基因表达的上游调控因子。选中 FASN 基因,单击 Build,使用 Grow工具,在参数中选择All molecules radio button,在that are...下拉菜单中选择Upstream of selected molecules,分子类型选择transcription regulator。点击 Apply。

13.使用Path Designer的工具绘制高质量的机制图。选择Cellular button ,可对分子依据其所在细胞位置进行分布。单击Path Designer按钮,会打开一个新的窗口,在这里你可使用鼠标挪动分子,或者使用Delete键删除分子,还可以添加背景 ,细胞结构 ,或者其他图,也可以添加文字,改变字体大小或者颜色。最终保存图片并导出。最终效果图如下:

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IPA绘制通路图确实很方便,既可以省去大量的阅读文献的时间,还可以获得高质量的图片,你也快来试试吧!欢迎加入IPA的学习交流群:475878928。

参考源:http://ingenuity.force.com/ipa/IPATutorials?id=kA150000000TPHSCA4


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