常用功能和通路富集分析在线数据库

(三)常用功能和通路富集分析在线数据库

1.注释、可视化和整合发现数据库(The Database for Annotation,Visualization and Integrated Discovery,DAVID) 由美国弗雷德里克国家癌症研究所Richard A Lempicki领导的团队开发,目前最新版本为DAVID 6.8(更新至2016年10月)。DAVID提供了一套完整的功能性注释工具,供研究人员理解大量基因背后的生物学意义。

2.DAVID GO和KEGG富集分析操作简介 首先,登录DAVID(https://david.ncifcrf.gov/homej.sp),主界面如图20-17。然后,点击“Functional Annotation”选项卡进入基因列表上传界面,如图20-18。

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图20-14 OMIM 主页界面

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图20-15 Gene Map疾病基因检索界面

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图20-16 OMIM 疾病相关基因检索结果界面

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图20-17 DAVID主页界面

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图20-18 DAVID 基因列表上传及列表类型选择界面

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图20-19 DAVID基因种属选择提示对话框(https://www.daowen.com)

选择“Upload”选项卡,在“Step 1:Enter Gene List”对话框中粘贴待分析的基因列表(如Gene Symbol),在“Step 2:Select Identifier”中选择对应的类型如“OFFICAL_GENE_SYMBOL”,在“Step 3:List Type”中选择“Gene List”,最后点击“Step 4:Submit List”下的Submit List按钮。这时,网站会弹出种属选择提示框如图20-19。

单击“确定”按钮进入DAVID种属选择界面(图20-20),在List选项卡下选择种属,如人为“Homo sapiens(105)”,括号内的数字为提交的基因数目;然后选择List Manager下对应的List(提交多个list或前面操作多次时会有多个list),点击“Select List to”下的“Use”按钮进入新界面。

在新界面(图20-21)中,首先点击页面右侧上方的“Clear All”按钮,清空所有勾选项;然后点击“Gene_Ontology”前的“+”号,勾选“GOTERM_BP_DIRECT”“GOTERM_CC_DIRECT”“GOTERM_MF_DIRECT”;点击 “Pathways”前的“+”号,勾选“KEGG_PATHWAY”;最后点击“Functional Annotation Chart”按钮提交分析。此处的“BP”“CC”“MF”分别代表GO分类中生物过程(Biological Process)、细胞组分(Cellular Component)和分子功能(Molecular Function)3个部分。

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图20-20 DAVID种属选择及基因列表确认页面

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图20-21 DAVID GO和KEGG分析参数选择界面

系统在新弹出的页面会显示分析结果,可以点击列表右上方的“Download File”按钮下载结果(图20-22)。

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图20-22 DAVID结果和下载界面

对于KEGG类型的结果,点击蓝色下划线链接会弹出新界面,显示具体通路图。提交的Gene List中在本通路上富集到的基因会标记为红色星号(图20-23)。

总之,中药网络药理学的出现为中医药相关研究提供了有力工具,其自身在不断发展中,新的研究方法和工具在不断涌现。但是中药网络药理学总体上还处于起步阶段,尚面临较多的挑战,如生物数据库资源的质量及可靠性评价、网络分析结果的验证等,对于中医药工作者来说,在充分掌握网络药理学研究方法的基础上,进行中医药相关研究的理性设计至关重要,从而加速中医药的现代化和国际化。

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图20-23 DAVID KEGG信号通路图