代谢组数据统计分析工具可用于对代谢物定量数据进行数据整理、组间差异分析、相关性分析、PCA分析和OPLS-DA分析,并输出统计结果表及可视化图片。用户只需要准备代谢物定量数据和分组信息,在参数设置页面上传文件并运行任务,即可在项目结果中查看和下载分析结果。

进入分析工具

在分析工具页面中找到“代谢组数据统计分析”,可以看到参数设置区域、数据文件上传区域、分组文件编辑区域。示例文件可以帮助用户了解数据格式、样本命名方式和分组文件的填写要求。

工具地址:https://www.henbio.com/tooldetail?id=451

准备代谢物定量数据

数据文件应为代谢物定量表,通常使用制表符分隔的文本格式,例如TSV或TXT文件。数据表的第一列应为代谢物名称,后续各列应为不同样本的定量数据。第一行通常填写样本名称,样本名称必须与分组文件中的sample名称完全一致。

数据表的结构可以参考以下形式:

其中第一列为代谢物名称,A1_1、A1_2和A1_3等为样本名称,单元格中的数值为对应代谢物在该样本中的测定值。数据表中不应混入样本分组、注释说明或其他非定量信息。上传数据前,应检查样本名称是否存在重复、空值或前后多余字符。建议统一使用字母、数字、下划线或短横线命名样本,不要在样本名称中使用空格或特殊符号。

准备分组信息

分组文件用于说明每个样本所属的实验组。页面中的分组文件编辑区域采用类似电子表格的形式,通常包含sample和group两列。第一列sample填写样本名称,第二列group填写样本所属的分组。

分组文件可以按照以下形式填写:

分组文件中的sample名称必须与代谢物定量表的样本列名称完全一致,包括大小写、数字、下划线和其他字符。数据文件中的每个样本都应在分组文件中找到对应记录,不能出现数据文件有样本而分组文件没有记录的情况。QC样本可以单独设置为QC组,用于观察质量控制样本之间的一致性。实验组则根据实际研究设计填写,例如control、treat、A1、B1等。

查看分析结果

分析结果中通常会生成ANOVA相关文件,为差异代谢物箱线图或分组分布图,可以直观展示代谢物在不同组中的丰度变化。查看图形时,应同时关注各组数据分布、组内重复性、组间差异大小以及是否存在明显异常值。

工具会输出Pearson相关性分析结果,相关性结果表中记录了样本或代谢物之间的相关系数,热图则使用颜色表示相关性强弱和方向。相关系数通常位于-1到1之间。接近1表示正相关,接近-1表示负相关,接近0表示相关性较弱。相关性热图可用于观察样本重复性、QC样本一致性以及样本之间的整体关系。如果同一分组内的样本具有较高相关性,通常说明组内重复性较好。如果QC样本聚集且相关性较高,说明检测系统具有较好的稳定性。

PCA分析用于从整体层面观察样本之间的差异和聚类情况。结果图通常会显示不同分组样本在主成分空间中的分布,不同颜色或不同形状代表不同实验组。如果同一组样本在PCA图中聚集,说明组内整体代谢特征较为接近。如果不同组样本在主成分方向上明显分离,说明实验分组可能造成了较明显的整体代谢差异。

工具还会生成OPLS-DA模型相关结果,OPLS-DA属于有监督的多变量统计方法,可以根据已知分组信息评估不同组之间的整体代谢差异。OPLS-DA结果通常包括模型概览图、得分图、观测诊断图、置换检验图和模型统计指标。得分图可以展示不同组样本在模型空间中的分离情况。如果不同分组明显分开,说明模型能够较好地区分这些组,但仍需结合模型验证结果判断模型是否可靠。

OPLS-DA分析通常会输出VIP变量重要性结果,。VIP值用于表示某个代谢物对模型分组区分的贡献程度,VIP值越高,说明该代谢物对当前模型区分越重要。VIP值不能单独作为差异代谢物筛选依据。实际研究中通常将VIP值与P值、校正后的P值、变化倍数和代谢物注释结果结合使用。例如,可以根据研究目的设置VIP大于1、校正后的P值小于0.05以及变化倍数达到一定范围等条件进行候选代谢物筛选。VIP图中的代谢物名称可能较长,下载PDF格式文件后可以放大查看。若需要进行后续统计或绘图,建议下载CSV或TSV格式的结果表,在Excel、R或Python中进一步处理。

结果解释建议

该工具能够快速完成代谢组数据的基础统计分析,但统计结果仍需要结合实验设计、样本量、质量控制结果和代谢物生物学信息进行解释。PCA可用于观察整体趋势和样本聚类,ANOVA可用于评估组间差异,Pearson相关性可用于观察相关关系,OPLS-DA和VIP可用于筛选对分组区分贡献较大的代谢物。

在正式报告或论文中使用结果时,建议同时保存原始数据、处理后数据、分组文件、统计结果表和图片文件,并记录数据预处理方法、筛选标准和分析日期。对于重要差异代谢物,还应通过靶向检测、标准品验证或其他实验方法进行进一步确认。

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