做了RNA测序之后，怎么选基因，以及怎么找基因的下游通路及靶点（单基因GSEA分析）！

今天给大家免费分享的是：

“单基因GSEA分析的输入文件及代码”

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对话框输入关键词：单基因GSEA

一、前言：

咱们在科研的过程中经常苦于寻找某基因下游的信号通路，这时候单基因GSEA分析就可以为我们指点方向（范文：Nat Commun PMID: 31844113）。

比方说我有一个RNA测序数据（TPM或者FPKM，矫正基因长度和深度的数据），其表达矩阵如下（行名是基因名，列名是对照组和分实验疾病组的样本名）：

首先我们已经做了差异分析，知道TP53在实验组中增加明显。那接着，我们想知道TP53在这个疾病中发挥什么作用，具有什么样的功能，下游的靶点是什么？我们就可以做单基因的GSEA富集分析。从而得到一张结果表（如下）。那么，我们就知道了该基因高表达之后主要通过Human cytomegalovirus infection通路（HCMV）里面的HLA-B、GNAI1等基因发挥功能（nes是＞0）。

人类巨细胞病毒（Human Cytomegalovirus，HCMV）感染涉及多个信号通路和机制。以下是一些主要的通路：

1. 入侵宿主细胞：HCMV通过与宿主细胞表面的受体结合进入细胞。常见的受体包括整合素和糖胺聚糖等。这一过程主要依赖于病毒包膜上的糖蛋白。

2. 调节宿主免疫反应：HCMV可以通过抑制宿主的免疫反应来逃避免疫监视。它能够干扰主要组织相容性复合体（MHC）I类分子的表达，从而逃避细胞毒性T细胞的识别。

3. 调控细胞周期：HCMV感染能够影响宿主细胞周期的调控。病毒编码的蛋白可以在不同阶段干扰细胞周期，以促进病毒复制。例如，HCMV的IE1和IE2蛋白能够激活宿主细胞的S期基因表达，促进病毒DNA的合成。

4. 信号转导通路：HCMV感染激活多种细胞内信号转导通路，包括MAPK/ERK通路、PI3K/Akt通路等。这些信号通路的激活有助于病毒复制和宿主细胞的生存。

5. 细胞凋亡：HCMV具有调节宿主细胞凋亡的能力。通过表达抗凋亡蛋白，如UL37和UL38，病毒能够抑制细胞凋亡，从而延长宿主细胞的生存时间，有利于病毒的持续感染和复制。

有了这个信息，我们就可以做TP53敲降或者过表达之后，去看细胞的凋亡、细胞周期及免疫逃逸。这给我们很好的启发。如果是nes＜0，则结果相反。这样，我们就知道这个基因的功能是啥了，它的下游分子是啥了。就非常实用。也会得到nes＞0的前5个通路和nes排名＜0的前5条可视化图。如下：

这样就有利于我们继续开展研究了。其原理简单点说，就是将研究分子分成高低表达组后，从而得到跟这个分子关联的差异表达列表，从而进行 GSEA 分析，推测可能参与的信号通路。参考文献为：Nat Commun PMID: 31844113。

二、实操：

第1步、布置好输入文件+代码（200多行的万能代码）：我们把输入文件+代码放在一个没有中文字体的文件夹下：

输入文件的矩阵格式如下：

第2步、运行万能代码：

这是万能代码哦，只要一键R运行即可（大概原理是根据该基因的表达中位数将样本分为高表达组和低表达组，随后差异分析，并且GSEA分析）。运行完之后，就出来了单基因GSEA富集分析的各种中间结果和最后结果文件：

1.DIFF_all文件就是单基因分组差异分析之后得到的结果文件；2.DIFF_heatmap是其对应的热图；3.DIFF_vol是其对应的火山图；4.all_GSEA是单基因GSEA分析的结果文件；4_1.down_GSEA是nes＜0的可视化；4_3.all_5_GSEA是排名前5的可视化。

这一份GSEA代码和输入文件我已经打包好了：

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