总有一个适合你的网络图

基迪奥生物 · 公众号 · · 2025-01-09 18:00

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网络图是展示数据最好的工具，其本质是一系列相互连接的节点和它们之间的相互作用。在生物学中，它常被用来描述复杂的调控机制和寻找核心分子。很多数据也都是符合网络关系的，例如基于string数据库中的蛋白-蛋白互作关系就可以绘制PPI网络图。很多小伙伴问：

“我研究的代谢组，用不到string数据库，能画代谢物-代谢物网络图么？”

“我研究的全转录组，mRNA和miRNA的相互作用能画网络图么？”

“我研究的是转录组+代谢组，能画mRNA和代谢物的网络图么？”

当然可以！为了让大家能够清晰的知道各类网络图的画法，小编将给大家从网络图的组成、绘图数据的准备以及绘图工具给大家进行详细介绍。

网络图的组成

网络图由节点和线组成，节点就是我们要画的基因/代谢物/蛋白，而线则代表他们之间的相互作用（线的长短无特殊含义）。因此，只要找到你数据之间的关联就都能画网络图。

图1最简单的网络图

网络图的绘图数据

节点选择： 如果你是做转录组单组学，那就找一些你感兴趣的基因集就行，比如某些差异上调的基因，某个关注通路的差异基因，某个趋势里的基因都可以，如果是研究两个组学，如转录组和代谢组，可以选择显著差异基因和显著差异代谢物或在同一生物学通路或功能上相关的基因和代谢物，如果是研究全转录组，除了挑选差异基因，还可以选具有靶向调控关系的基因，如miRNA及其靶向的mRNA作为节点。

关系对获得： 知道节点和节点之间的相互作用关系才能把它们连起来。建立关联的方法主要有以下四种：

1） string数据库（ https://string-db.org/ ）：该数据库有蛋白和蛋白互作的关系对，在主页的搜索框中输入你想要查询的基因名称、蛋白质名称、基因ID或蛋白质ID，选择对应物种，进行搜索后即可获得基因/蛋白之间的网络图，以及关系对的表格（图2）。

图2.String数据库官网获得的网络图及关系对信息

2）基于表达量表计算相关性（Pearson、Spearman相关系数、WGCNA）：利用表达量表可绘制基因间/代谢物间/基因-代谢物/基因-蛋白等的Pearson/Spearman相关性热图，从而获得显著相关的关系对以及相关性系数表格（图3）。此外，还可以通过WGCNA分析来获得关系对weight值表。

图3.基因-代谢物相关性热图及关系对表（Omicsmart平台绘制）

3）基于序列的碱基互补关系：如对差异miRNA通过miRanda或TargetScan软件预测靶向的mRNA来获得miRNA-mRNA关系对，再基于表达量表计算它们的相关性系数。

4）基于功能分类关系（富集分析）：进行富集分析后,可以获得显著富集通路以及通路中注释到的分子，我们可以将这些所属信息整理成关系对来绘制网络图（图4）。

图4.基于通路-代谢物的所属关系绘制网络图

绘制网络图的工具-Cytoscape

这里小编给大家分享一个适用于一切网络图绘制的软件：Cytoscape 。这个软件只要输入 一个节点表格 和一个关系对表格 的傻瓜式操作即可自动生成一个网络图（图5）。

图5.Cytoscape画网络图输入表格的格式

当然，我们如果想画成图6这种的高配的网络图，则需要自己在表格上对这些节点和关系对的信息进行进一步补充，这样才可以在软件中进行更细节的调整。

图6.简单网络图到高配网络图需要补充的表格信息

至于，补充信息后如何用cytoscape软件进行将这些属性加到图形中，并对图形进行美化，这里，小编整理了一个软件常用功能介绍图（图7），大家可以先用软件给的示例数据调整下参数试试效果（3.10.3版本软件下载地址 https://cytoscape.org/download.html ）。

图7.Cytoscape软件常用功能介绍

当然，大家也可以在基迪奥的Omicshare平台（ https://www.omicshare.com/ ）系统的学习一下这个软件的绘图课程。

Omicsmart平台网络图绘制

其实，考虑到作图会耽误大家时间，在我们这做过项目的老师，可以直接在我们的Omicsmart平台来绘制网络图，比如转录组和蛋白组中大家只要选择自己感兴趣的基因集然后选择PPI网络分析即可绘图；在转录组+代谢组关联的关联分析平台，我们也有转录和代谢的相关性热图以及相关性网络图的分析点可直接使用；在miRNA-mRNA的关联平台的miRNA靶基因分析中也有网络图分析...此外，在我们平台画出来的图会

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