如何查詢一個基因和某一個通路的相關性

    前幾天一個小夥伴問：怎麼查看一個基因和某一個通路之間的相關性。這裏就簡單的提供一個可能的解決辦法，供有相同需求的小夥伴參考。

這裏咱們就假設咱們想要查看ACE2和Cell Cycle信號通路之間有沒有關係。對於這樣的目的，咱們第一步確定是要查詢二者在以前的研究當中是否有關係。

1. 肯定以前的研究結果

對於以前研究結果的肯定的話，咱們能夠經過genecards來查詢。genecards當中總結了這個基因應該參與哪些經典的通路。在genecards裏面彙總了KEGG等多個通路數據庫當中的信息。因此在這裏，咱們基本上能清楚這個基因主要是參與哪些基因。

關於genecards的介紹，能夠看咱們的以往帖子：genecards介紹(一)；genecards介紹(二)

通過查詢，咱們發現基於這個基因自己的功能，它和Cell Cycle信號通路是沒有關係的。

2. 肯定基因和信號通路內的基因的關係

通過上面的查詢，咱們發現這個基因並不參與細胞週期信號通路的調控。那這個基因不參與這個通路並不能表明這個基因和通路內的基因沒有關係。所以，咱們查看查看這個基因和通路內的基因是否存在關係。那麼首先第一步，就是須要知道通路內都有哪些基因。

2.1 查詢通路內的基因

咱們能夠經過KEGG等通路數據庫來查詢某一個通路內的基因都有哪些。這裏咱們推薦另一個通路查詢數據庫: PathCards(https://pathcards.genecards.org/)。這個數據庫和咱們剛剛提到的genecards是一個機構的。這個數據庫彙總了KEGG等多個數據庫的一個綜合性通路查詢數據庫。

在這個數據庫，咱們輸入Cell Cycle便可得到符合檢索條件的通路，進一步的咱們能夠看到這個通路內都有哪些基因。

就這樣，咱們就得到了目標通路的全部基因了。

2.2 蛋白相互做用分析

在咱們得到基因以後，最基本的相互做用分析，能想到的就是咱們以前介紹的蛋白相互全部分析(PPI)，咱們能夠把得到的基因內的全部基因以及目標基因(ACE2)，統一放到STRING裏面，就能夠查看ACE2和其餘基因有沒有關係了。具體STRING的使用以及網絡分析，能夠看咱們以前的帖子: 相互做用網絡分析基礎；STRING數據庫介紹

通過分析，咱們發現，ACE2只是在文本挖掘的結果當中與CDK4基因可能存在相互做用關係。這個結果照這個狀況來看，還不是特別肯定。所以在目前的蛋白相互相互做用的層面，有可能這這個基因和細胞週期相關基因是沒有關係的。

2.3 共表達分析

👆咱們作的是在蛋白層面觀察基因以前是否存在相互做用關係。可是在mRNA層面的話，尚未查看具體的相關性。這個時候，咱們用到的就是相似芯片或者RNA-seq方面的東西了。以前咱們在單基因若是開展研究的帖子當中，提到了過最好是能在GEO裏面找到有人作過的相關敲除或者過表達這個基因的芯片。這樣的話，咱們查看一下差別基因就能夠了。通過查詢，咱們發現並無ACE2相關的過表達/敲除芯片

既然沒有的話，那咱們就只能使用疾病相關的數據來提取目標基因的表達，來進行相關分析，進而來查看這些基因的是否存在共表達關係了。若是是腫瘤研究的話，那直接就使用TCGA的數據就能夠來進行研究。若是是其餘疾病的話，那可能就須要去GEO裏面搜索本身想有的數據集了。對於TCGA的數據，也是有很好的數據庫來直接獲得分析結果的。例如，咱們這裏想要看在腸癌當中ACE2和這些基因的關係，那麼咱們就能夠在cbioportal數據庫當中，尋找共表達基因。這樣，咱們就能夠得到和ACE2存在共表達關係的基因了。

具體cbio的使用能夠參考咱們以前的帖子：cibo數據庫介紹

因爲細胞週期相關的基因有100+，咱們不能一個一個來檢索相關結果。因此咱們就把相關的結果所有下載下來以後，在excel當中進行一下vlookup一下。最後咱們發現，ACE2和16個細胞週期相關基因存在共表達關係。

寫到最後

最後咱們的共表達分析當中，能夠找到和16個和目標基因相關的存在共表達關係。可是因爲只是相關分析，咱們並不清楚說這些基因和目標基因究竟是誰影響誰，因此只能說經過後續的實驗來進行驗證。另外的話，咱們這裏作的仍是簡單的看基因和基因之間的相關性。進一步的，咱們其實能夠經過一些算法相似GSVA來評價細胞週期的整個通路和基因是否具備相關性。這樣的話，可能更好吧。不過這樣作法須要必定的門檻。沒有上面咱們介紹的這些簡單。因此仍是能夠先從簡單的來學習的。

本文分享自微信公衆號 - 醫學數據庫百科（yxkygjx）。
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