如何查询一个基因和某一个通路的相关性

    前几天一个小伙伴问：怎么查看一个基因和某一个通路之间的相关性。这里就简单的提供一个可能的解决办法，供有相同需求的小伙伴参考。

这里咱们就假设咱们想要查看ACE2和Cell Cycle信号通路之间有没有关系。对于这样的目的，咱们第一步确定是要查询二者在以前的研究当中是否有关系。

1. 肯定以前的研究结果

对于以前研究结果的肯定的话，咱们能够经过genecards来查询。genecards当中总结了这个基因应该参与哪些经典的通路。在genecards里面汇总了KEGG等多个通路数据库当中的信息。因此在这里，咱们基本上能清楚这个基因主要是参与哪些基因。

关于genecards的介绍，能够看咱们的以往帖子：genecards介绍(一)；genecards介绍(二)

通过查询，咱们发现基于这个基因自己的功能，它和Cell Cycle信号通路是没有关系的。

2. 肯定基因和信号通路内的基因的关系

通过上面的查询，咱们发现这个基因并不参与细胞周期信号通路的调控。那这个基因不参与这个通路并不能表明这个基因和通路内的基因没有关系。所以，咱们查看查看这个基因和通路内的基因是否存在关系。那么首先第一步，就是须要知道通路内都有哪些基因。

2.1 查询通路内的基因

咱们能够经过KEGG等通路数据库来查询某一个通路内的基因都有哪些。这里咱们推荐另一个通路查询数据库: PathCards(https://pathcards.genecards.org/)。这个数据库和咱们刚刚提到的genecards是一个机构的。这个数据库汇总了KEGG等多个数据库的一个综合性通路查询数据库。

在这个数据库，咱们输入Cell Cycle便可得到符合检索条件的通路，进一步的咱们能够看到这个通路内都有哪些基因。

就这样，咱们就得到了目标通路的全部基因了。

2.2 蛋白相互做用分析

在咱们得到基因以后，最基本的相互做用分析，能想到的就是咱们以前介绍的蛋白相互全部分析(PPI)，咱们能够把得到的基因内的全部基因以及目标基因(ACE2)，统一放到STRING里面，就能够查看ACE2和其余基因有没有关系了。具体STRING的使用以及网络分析，能够看咱们以前的帖子: 相互做用网络分析基础；STRING数据库介绍

通过分析，咱们发现，ACE2只是在文本挖掘的结果当中与CDK4基因可能存在相互做用关系。这个结果照这个状况来看，还不是特别肯定。所以在目前的蛋白相互相互做用的层面，有可能这这个基因和细胞周期相关基因是没有关系的。

2.3 共表达分析

👆咱们作的是在蛋白层面观察基因以前是否存在相互做用关系。可是在mRNA层面的话，尚未查看具体的相关性。这个时候，咱们用到的就是相似芯片或者RNA-seq方面的东西了。以前咱们在单基因若是开展研究的帖子当中，提到了过最好是能在GEO里面找到有人作过的相关敲除或者过表达这个基因的芯片。这样的话，咱们查看一下差别基因就能够了。通过查询，咱们发现并无ACE2相关的过表达/敲除芯片

既然没有的话，那咱们就只能使用疾病相关的数据来提取目标基因的表达，来进行相关分析，进而来查看这些基因的是否存在共表达关系了。若是是肿瘤研究的话，那直接就使用TCGA的数据就能够来进行研究。若是是其余疾病的话，那可能就须要去GEO里面搜索本身想有的数据集了。对于TCGA的数据，也是有很好的数据库来直接获得分析结果的。例如，咱们这里想要看在肠癌当中ACE2和这些基因的关系，那么咱们就能够在cbioportal数据库当中，寻找共表达基因。这样，咱们就能够得到和ACE2存在共表达关系的基因了。

具体cbio的使用能够参考咱们以前的帖子：cibo数据库介绍

因为细胞周期相关的基因有100+，咱们不能一个一个来检索相关结果。因此咱们就把相关的结果所有下载下来以后，在excel当中进行一下vlookup一下。最后咱们发现，ACE2和16个细胞周期相关基因存在共表达关系。

写到最后

最后咱们的共表达分析当中，能够找到和16个和目标基因相关的存在共表达关系。可是因为只是相关分析，咱们并不清楚说这些基因和目标基因究竟是谁影响谁，因此只能说经过后续的实验来进行验证。另外的话，咱们这里作的仍是简单的看基因和基因之间的相关性。进一步的，咱们其实能够经过一些算法相似GSVA来评价细胞周期的整个通路和基因是否具备相关性。这样的话，可能更好吧。不过这样作法须要必定的门槛。没有上面咱们介绍的这些简单。因此仍是能够先从简单的来学习的。

本文分享自微信公众号 - 医学数据库百科（yxkygjx）。
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