工具篇丨免费神器又升级啦,代谢组学研究一站搞定!

网站介绍

MetaboAnalyst,做代谢组学的小伙伴们必须掌握的一个网站,2009年诞生至今已在代谢组学领域牢牢扎根, SCI论文中经常引用。MetaboAnalyst界面简洁友好易上手,基本涵盖了代谢组学分析需要用到的所有操作。不用进行复杂的excel操作,不用写代码,不用学习Cytoscape等其他网络分析软件,从原始数据处理、统计到生信分析一站式完成,轻松解决代谢组学分析问题。

图片均来源于MetaboAnalyst 5.0.

最近MetaboAnalyst更新到了第五版,更加丰富和完善了数据处理分析功能。其主要增加的特点有:

  • 扩大了脂类化合物数据库以及智能化合物名称匹配算法。

  • 可视化效果增强,增加了多种可视化方式可供下载。

  • 升级了富集模块和通路分析模块。

  • 添加了和疾病、组织相关的代谢物数据信息等等。

我们来探索一下新版的用法:

点击首页的“click here to start”进入模块选择界面,和4.0相比,界面已有很大改变,从圆盘式变成了阶梯式,模块也增加了。界面往下滑有对每个模块的描述和解释。

01
统计分析——Statistical Analysis

该模块提供了各种常用的统计和机器学习方法,包括t检验、方差分析、PCA、PLS-DA和OPLS-DA等等。它还提供了聚类和可视化工具来创建树状图和热图,以及根据随机森林和SVM对数据进行分类。

1)点击“Statistical Analysis”进入数据导入界面,MetaboAnalyst提供多种数据导入类型,并且下方有对应数据类型的示例。

2)对导入表格进行检查:

3)对数据进行过滤,选择一种过滤方法:

4)数据标准化、转换和scaling。

5)多种统计分析方法和结果展示供选择:

比如Fold change图、火山图、PCA、PLS-DA等等,可以自己设置筛选参数,点击一个散点会显示单个代谢物的箱式图,图片很漂亮,也可以自己设置美化参数,改变颜色和标签符号等,而且提供多种图片下载格式。

Fold change图:

火山图:

PCA图:2D3D score plotsloading plot等等多种类型可供下载。

PLS-DA图:包括2D、3D score plotsloading plotVIP图、交叉验证、置换检验等等。

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热图:

图片美化和下载方法:

点击图片右上角的色盘符号,调出图片中心,“color & shape”可更换颜色和符号形状类型,完成后点击“Hi-res Images”提供多种常用图片导出格式,并可以自己设置分辨率和图片大小。最棒的是它支持输出PDF和SVG的矢量图格式,后期配合Adobe Illustrator进行美化和组图简直无敌!

也可以选择打包下载,在左侧工具栏点击Download”调出页面,所有使用过的工具输出文件都在这里,包括R代码。MetaboAnalyst 5.0新增了Start New Journey”功能,在一个模块结束界面可开启新模块的分析。

02
标志物分析——Biomarker Analysis

生物标志物分析数据前处理同上述步骤,导入表格,数据检查,数据过滤和标准化。提供三种ROC分析模式:1. 单个代谢物的AUC或pAUC计算;2. 最佳生物标志物组筛选;3. 生物标志物组验证。这部分和4.0相比改动不大,图片同样可以矢量图导出。

03
通路分析和富集分析——Pathway Analysis,Enrichment Analysis

提供三种数据导入方式:直接导入代谢物名称列表、浓度表格以及新增加的Metabolomics Workbench平台导入数据。

设置通路分析参数以及物种,然后提交:

通路分析的气泡图以及每个通路的信息显示如下,图片及相关信息都可导出。

富集分析功能类似,但是针对人和哺乳动物类的,也提供三种导入方式:代谢物列表、代谢物浓度列表、定量富集分析。分类更加细致,支持多种类型ID,可选择不同的通路数据库、疾病特征、化合物结构等。

可视化类型更多,有柱状图、网络图、气泡图。

04
网络分析——Network Analysis

适合代谢组联合转录组/基因组分析,探究代谢物与基因以及相关通路和疾病间的关系。提供两种导入方式:基因/代谢物FC列表以及浓度表格。

提供5种分析策略:KEGG整体代谢网络、代谢物-疾病互作网络、基因-代谢物互作网络、代谢物-代谢物互作网络和代谢物-基因-疾病互作网络。

KEGG Global Metabolic Network

用户可以绘制代谢物和酶/KEGG通路的网络图,然后在KEGG整体代谢网络中直观地浏览结果。此功能特别适合联合代谢组学和宏基因组学研究,图片也相当酷炫。

Metabolite-Disease Interaction Network

代谢物-疾病相互作用网络可以探索与疾病相关的代谢物,网络联系来源于HMDB。构建如下所示的网络图,网页最上面一栏可以设置网络的背景、显示方式、布局、范围,下载同样也提供位图和矢量图格式。左侧栏是所有代谢物的ID和名称、Degree、Betweenness等网络联系参数及导出方式,右侧栏提供KEGG通路分析结果查询和导出,中间操作界面所有节点可挪动,放大、缩小及高光选中等,像简易版的Cytoscape。

Gene-Metabolite Interaction Network

操作界面类似,可以显示基因和代谢物之间的网络关系。

Metabolite-Metabolite Interaction Network

代谢物-代谢物互作网络,并可以分析相关KEGG通路信息。

Metabolite-Gene-Disease Interaction Network

代谢物-基因-疾病互作网络,探究代谢物、基因相关的疾病信息以及KEGG通路分析。

这样分析完成后,一篇代谢组学文章就初具雏形了!

MetaboAnalyst还有很多其他的功能,比如质谱原始数据处理以及LC-MS谱峰数据功能分析等等,大家有需要的可以探索。由于大家拿到的数据一般是公司分析好的代谢物总表,这里只介绍了常用功能,掌握这些操作也就掌握了代谢组学常规分析套路,再加上分子生物学实验就是锦上添花了。

注:此推文未经许可禁止转载!

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