如何反应一条信号通路里的变化？多个可视化方法手把手教你搞定！

一般基础实验的设计当中都会涉及到通路的变化，我们要怎么反应一个通路里面的变化呢？分享几个常用的信号通路可视化工具，帮你快速画出信号通路图。

KEGG大家都知道，KEGG pathway是我们用的最多的最经典的信号通路数据库，包括了代谢、调控、通路、生化、疾病、药物等相关的分子相互作用和关系网络。

除了查询通路，KEGG这个数据库里还有一个工具KEGG Mapper，我们可以利用这个工具对基因所在的通路进行可视化的富集，将基因定位到通路中具体位置上，这样你就能看到你研究的基因跟哪些通路有关系了。

进入KEGG Mapper：https://www.genome.jp/kegg/mapper/color.html

①Search mode：选择物种，hsa是人类（Homo sapiens）的物种缩写人，other org代表其他组织。

②Enter KEGG identifiers followed by color specification：这栏目下输入基因ID和颜色，格式如下图所示，如我们希望找到p53所在的通路，把p53标注颜色粉色，那就需要写上p53的基因ID+颜色，对应为：7157 pink。（基因的ID可以在NCBI上gene数据库获取）。

③Default bgcolor：这里是设置背景色，设置的背景色不和基因颜色设置重复就可以。

④最后点击Exec确定检索。

匹配的结果如下，这些就是检索到的相关信号通路，总共有85条检索结果。

随便点进去一条感兴趣的通路，展示如下，可以看到这些基因主要位于哪个通路中。

KEGG Mapper各个符号的意义，可参考下图。

如果需要选择想要特别标注的通路，在工具左侧工具栏Color边上有个“+”的按钮，点击这个“+”，可以调用出颜色的修改工具，比如我们想把P53改成紫色，输入7157 purple，然后点击Exec就可以啦。

菜单栏顶部有个Download，点击可以下载通路的png图片格式、KGML格式。

上面说到的KEGG Mapper上对通路的编辑功能很少，如果你想对通路进行更多的自定义，可以用PathwayMapper。

PathwayMappe是一个在网上画通路的工具。它提供了画基因的框架和基因上下游关系的连接线（这个功能有点类似于画流程图）以及自定义基因表达量。

另外这个网站还包括了一部分之前TCGA数据发表的通路。我们可以在"network"— "TCGA"中选择。如下图，这个就是我在内置通路中找到的wnt通路。

对于通路的可视化，我们最常见的时候通过类似logFC这类的数据来进行基因的表达分析。具体怎么实现呢？我们在PathwayMappe绘制好通路之后，上传相关实验数据集就可以了。类似于下图的表格，基因加上不同器官的表达量。

之后就能得到如下图通路中所示的基因以及表达量。

默认设置下：正值表示激活百分比，并用白色-红色色谱显示，而负值表示失活，用白色-蓝色色谱显示。数据文件可能包含任意数量的数据集，其视图可以通过“更改% > 数据集”对话框自定义。

最后画完的通路图，可以保存为JPEG、PNG、SVG、SIFNX格式。

PathwayMappe更详细的使用规则，有上传教程，教程链接如下：

WikiPathways号称“信号通路之家”，有成千上万的生物学相关信号通路供。这么多的通路，我们可以进行自定义编辑吗，如基因的表达和颜色的标注这些。当然可以！

WikiPathways的数据信息支持免费下载，下载格式也有很多，如文本格式、图片格式和GPML格式，GPML格式可与Cytoscape、GenMAPP和PathVisio等通路可视化软件相兼容。也就是说从WikiPathways上下载下来的通路图我们可以在Cytoscape、GenMAPP和PathVisio进行编辑或者标注颜色等自定义操作。Svg格式可以用Adobe Illustrator 打开并编辑，但是会丢失部分线条。

先在WikiPathways检索框输入关键词找到自己想要的通路。

然后点击下载按钮下的Download GPML下载 GPML格式文件。

怎么结合其它工具进行通路的编辑，继续往下看。

PathVisio是一款开源的通路分析和绘制软件，它允许使用者自定义API插件扩展，目前也有许多的插件可以独立安装。可以创建并编辑通路图，可以画简单的细胞器，可以标注基因及基因之间的关系，甚至还可以进行多组学富集分析。

PathVisio双击应用程序就能打开软件，不需要安装。

在 Windows 上：通过双击 pathvisio.bat 文件启动 PathVisio；在 MacOSX / Linux 上：通过运行 pathvisio.sh 或双击 pathvisio.jar 文件启动 PathVisio；

PathVisio 需要安装 Java 8！安装包内放了java的更新文件。

PathVisio 初始页面如下，右侧工具栏Objects下是系统自带的素材，可以标注基因及基因之间的关系还可以画简单的细胞器。

除了自己画通路之外，从wikipathway 下载的gpml 通路文件，可以直接导入这个软件中。

以从wikipathway 上下载的wp5457通路文件为例：

PathVisio菜单栏：File -> Import，导入WP5475.gpml。通路图中的每个元素，都可以自由编辑。

如下图所示，双击之后会出现如下编辑框。选中基因点击鼠标右键也有一些自定义操作。

也可以直接在PathVisio软件内加载wiki上的通路。

PathVisio菜单栏点击plugins-plugins manager，插件列表往下滑，找到WikiPathways plugin1.1.3 插件，点击Install即可安装。

安装完插件之后在PathVisio菜单栏plugins下打开WikiPathways插件。可直接检索WikiPathways内的所有通路，双击通路名可以将通路打开直接进行编辑修改。

导入表达数据（Data-> Import expression data）打开后，加载表达数据、选择根据log fc进行高低进行可视化，通过在pathvisio内的设置之后就能得到含有表达量的通路图。

🔷 简单可视化（log2FC）；

🔷 高级可视化 1（log2FC + p 值）；

🔷 高级可视化 2（从多个比较中获取的 log2FC，例如时间序列、不同组织、不同剂量等）；

🔷多组学数据可视化。

更详细的软件操作教程，可学习以下内容：

软件安装很简单，双击应用程序按照提示安装即可。

作为一个开源网络可视化和分析软件，Cytoscape软件的核心在于网络图的构建。

Cytoscape有非常多功能强大的插件，通过菜单栏App菜单下 “App Manager” 进入插件管理器下载插件。

Cytoscape的MetScape插件，将人类、小鼠和大鼠的代谢组学和基因表达数据映射到人类代谢通路，可以完成基于通路的代谢网络图分析。

如果你只是想把信号通路画得更加高大上一点，十分推荐ScienceSlides。

ScienceSlides是一款专门为制作生物医学领域插图所开发的ppt插件，包含大量信号通路、细胞结构、组织结构、生物化学、分子生物学、药理学等几千个可编辑的源文件素材，信号通路的查找支持关键词检索。

每个素材都是都是ppt源文件，所有素材的小组件、文字、体图层，可以变形、移动、拆分、删减、修改颜色等等，很适合没有绘图基础的小伙伴。

这是一款专业的细胞信号通路绘图软件，软件轻便，操作简单，任何电脑上系统下都能使用。包含了多个生物医学相关模板，同时还自带了分子生物学会用到的所有元素，如不同的细胞、细胞器、分子等等，方便你对模板进行变换、重新组合。

IBS 2.0由华中科技大学薛宇教授的CUCKOO团队出品，是一个在线访问的免费开放式平台。可帮助实验人员绘制具有出版质量的蛋白质和核苷酸序列示意图。

通过双模式用户界面，实验人员可以方便地绘制自己的蛋白质或核苷酸序列示意图。为了提供用户友好的应用程序接口，IBS 2.0提供了丰富的图形元素，如多边形、括号、曲线和折线，用于表示功能元素或调控分子，可以自由的编辑示意图样式及参数。