探索ImmGen:6-自定义基因集分析

在DataBrowsers页面，是所有分析模块的汇总界面。在这个页面中，许多模块已经在之前提及。本文主要来探索MyGeneset这个分析模块功能。是免疫基因集的“工作台”。用户首先可以查看基因在 ImmGen 的不同历史数据集（V1芯片、V2芯片、ULI测序）中的表达情况，然后利用工具链（从分子功能 GO 到通路 Pathway，再到文献关联 PubMed 和外部数据库 Enrichr）全方位地解析该基因集的生物学功能和潜在意义。

网页：https://www.immgen.org/Databrowser19/DatabrowserPage.html

分析模块概况

1核心实验数据源（Data Sources）

ImmGen ULI RNA-Seq：这是目前最核心的高通量测序数据。ULI 代表超低输入量（Ultra-Low Input），意味着该数据是利用极少量细胞甚至单细胞测序技术获得的，具有极高的灵敏度和分辨率，能够捕捉到更细微的基因表达差异。

ImmGen Microarray V1：这是项目早期使用的微阵列（芯片）数据版本1。它代表了第一代基因组学技术，通过探针杂交来检测基因表达丰度。

ImmGen Microarray V2：这是对 V1 版本的升级版芯片数据。通常包含更全面的基因覆盖范围或经过优化的探针设计，是 RNA-Seq 技术普及之前 ImmGen 的主要数据基础。

2. 生物学功能分析工具（Analysis Tools）

页面下方列出的工具主要用于对选定的基因集进行“富集分析”或关联分析，帮助用户从海量基因中挖掘出核心的生物学规律：

STRING Network：这是一个蛋白质互作网络分析工具。它不关注基因是否表达，而是关注这些基因编码的蛋白质之间是否存在物理相互作用、是否属于同一个复合物或通路，从而构建分子关系的网络图。

GO Enrichment：即基因本体论（Gene Ontology）富集分析。这是最标准的功能注释工具，用于回答“这些基因主要参与哪些生物学过程（如细胞分裂）、具有什么分子功能（如酶活性）以及位于细胞的哪个部位（如线粒体）”。

Pathway Enrichment：通路富集分析。它专门检测这些基因是否集中在特定的信号通路或代谢通路中（例如 T 细胞受体信号通路），帮助理解细胞内的分子机制。

PubMed Enrichment：基于文献的富集分析。它通过挖掘 PubMed 数据库，分析这些基因是否在特定主题的科学文献中被高频共同提及，从而揭示基因与特定疾病或表型的潜在关联。

Enrichr：这是一个综合性的外部知识库分析平台。它整合了数千个基因集库（包括转录因子靶点、药物反应、疾病状态等），通过连接 Enrichr，用户可以将基因列表与这些庞大的外部数据库进行比对，发现意想不到的生物学联系。

PubMed Association：通常用于展示基因与特定 PubMed 文献的直接关联，可能提供具体的参考文献列表。

举例说明

1. 基因集的表达分析：分析基因集在ImmGen ULI RNA-Seq数据abT cells中的小鼠胸腺不同亚群中的表达情况。如下图所示，从DN－DP有一个逐步上升的趋势。在DP阶段表达达到最大值。在后续的CD４、CD８SP细胞中有所回落。

２．基因集的表达分析：分析基因集在ImmGen Microarray 1数据abT cells中的小鼠胸腺DP亚群到CD4SP不同亚群中的表达情况。研究目的是查看在小鼠胸腺阳性与阴性选择中这个基因集在选择前后的基因表达变化。如下图所示，在DP小亚群中存在上升到下降的变化。

3.基因集的表达分析：分析基因集在ImmGen Microarray V2中小鼠在OVA模型中外周CD8+T细胞不同亚群中基因变化情况。

上述三个核心数据来源包含了不同免疫细胞在不同组织、不同发育阶段、不同刺激下的转录组数据，是研究基因的转录调控重要的小鼠免疫数据资料。

2. 生物学功能分析工具（Analysis Tools）

STRING Network：这是一个蛋白质互作网络分析工具。它不关注基因是否表达，而是关注这些基因编码的蛋白质之间是否存在物理相互作用、是否属于同一个复合物或通路，从而构建分子关系的网络图。

GO Enrichment：即基因本体论（Gene Ontology）富集分析。这是最标准的功能注释工具，用于回答“这些基因主要参与哪些生物学过程（如细胞分裂）、具有什么分子功能（如酶活性）以及位于细胞的哪个部位（如线粒体）”。

Pathway Enrichment：通路富集分析（KEGG，Reactome、WikiPathways。它专门检测这些基因是否集中在特定的信号通路或代谢通路中，帮助理解细胞内的分子机制。

PubMed Enrichment：基于文献的富集分析。它通过挖掘 PubMed 数据库，分析这些基因是否在特定主题的科学文献中被高频共同提及，从而揭示基因与特定疾病或表型的潜在关联。

Enrichr：这是一个综合性的外部知识库分析平台。它整合了数千个基因集库（包括转录因子靶点、药物反应、疾病状态等），通过连接 Enrichr，用户可以将基因列表与这些庞大的外部数据库进行比对，发现意想不到的生物学联系。在这个网站利用Enrichr进行基因集分析，比在ENrichr官网分析用时更短。

PubMed Association：通常用于展示基因与特定 PubMed 文献的直接关联，可能提供具体的参考文献列表。 第一个输入框输入不同的基因集，第二个输入库输入附加关键词（可以是疾病类型、细胞名称与生物学过程），右侧是文献搜索结果。点击Detail详情。可以查看每一篇文献摘要内容。基因与关键词被标记。

后记。ImmGen中My Geneset模块不仅可以进行基因集表达分析，还可以进行功能富集分析与文献搜索功能。其用途非常广泛，值得生物学与医学研究者了解与掌握。