通路扰动分析器

面向"小分子药物 → 靶点蛋白 → 疾病模型"研究:客户研究的化合物不限类型(中药单体 / 天然产物 / 代谢产物 / 自研化合物均可)→ 一次交付 ① 信号通路变化 ② 基因表达变化 ③ 靶点互作蛋白(可加做疾病逆转评估)
正在连接数据源…

1选择靶点自定义化合物模式下可跳过

快速示例: EGFR BRAF HDAC6 MTOR PARP1 STAT3

2选择扰动方式

基因功能缺失签名(CRISPR 敲除)
直接取该基因被敲除后的转录组改变,代表"蛋白功能被拿掉"的通路后果。覆盖率最高、最稳定。
该靶点的已知抑制剂签名
调取该靶点已知抑制剂在细胞中的实测转录组响应,更贴近真实给药场景(含脱靶效应)。
自定义化合物 / 自有数据
中药单体、代谢产物、自己合成的化合物都能用:库里有实测签名就直接用;没有就用它的已知靶点合成代理签名;或者直接粘你自己的差异基因结果。
数据来源:DGIdb,并自动匹配 LINCS L1000 是否有实测签名
① 按化合物名找实测签名
② 按已知靶点合成代理签名
③ 粘贴我自己的差异表达结果
输入任意化合物名(中药单体、天然产物、代谢产物、自研化合物均可),系统在 5400+ 个化合物的 LINCS L1000 实测扰动库里检索。命中 → 直接用该化合物的实测转录组签名;未命中 → 可切到 ② 用它的已知靶点合成代理签名,或 ③ 用你自己的实验数据。
快速示例: 姜黄素 小檗碱 白藜芦醇 槲皮素 大黄素 丹参酮 IIA 青蒿素
适合自研化合物或在库里查不到实测签名的中药单体 / 代谢产物:把你已知的靶点填进来(可从 ① 自动带入,也可手动输入),系统会取这些靶点的 CRISPR 敲除签名合并成一个"多靶点功能缺失代理签名"——抑制型靶点保留方向,激活型靶点取反向,每个基因按净票数定方向(被更多靶点上调的归上调,票数相同则丢弃)。库中没有敲除签名的靶点会自动标出并在分析时跳过。这是推断结果,报告里会明确标注为代理签名。
最严谨的一种:客户用该化合物处理细胞后做过转录组(RNA-seq / 芯片 / qPCR panel),把差异基因粘进来即可,零推断,直接跑 ①②③ 三个模块。
格式:每行一个基因符号,或直接粘"基因,log2FC"两列(按正负自动分方向)。
上传 CSV / TSV / TXT:第一列基因、第二列 log2FC(可只有基因名;多出来的注释列会被忽略)

3指定疾病可选

快速示例: melanoma breast cancer colorectal cancer 2型糖尿病 类风湿关节炎 溃疡性结肠炎

4选择通路库

请先在上方选择靶点
数据来源与分析方法

本工具不依赖你自己的实验数据,而是用公开的扰动组学资源,推断"客户研究的化合物(或它作用的靶点)干预细胞后,通路会怎么变",并在指定疾病时进一步回答"这种干预是把疾病状态拉回来、还是推得更远"。核心逻辑:扰动后的差异基因 → 分方向做通路富集 → 上调基因富集到的通路 = 被激活/升高;下调基因富集到的通路 = 被抑制/降低。

  1. 受支持的化合物类型:不限"已知抑制剂"——中药单体、天然产物、代谢产物、客户自己合成的化合物都可以分析。工具提供四种扰动方式,按"证据强度"从高到低:
    ① 化合物实测签名(LINCS_L1000_Chem_Pert_Consensus_Sigs,覆盖 5422 个化合物,含姜黄素、小檗碱、白藜芦醇、槲皮素、大黄素、丹参酮 IIA、青蒿素等大量天然产物):直接取该化合物处理细胞后的实测共识转录组签名,最贴近真实给药场景。
    ② 客户自有差异表达数据:客户若已用该化合物处理细胞并做过转录组,粘贴上/下调基因列表即可,零推断,证据最强。
    ③ 基因功能缺失签名(LINCS_L1000_CRISPR_KO_Consensus_Sigs,覆盖 5212 个基因):取该靶点被敲除后的转录组改变,代表"蛋白功能被拿掉"的通路后果,覆盖率最高、最稳定。
    ④ 多靶点代理签名(自研 / 未收录化合物):用该化合物的已知靶点(DGIdb)的敲除签名合并代理。合并规则:抑制型靶点用其敲除签名本身,激活型靶点取反向(功能增强 ≈ 反向的功能缺失);每个基因按净票数定方向——在 N 个靶点里被上调、在 M 个里被下调,N>M 归上调、M>N 归下调、N=M 丢弃(方向冲突、互相抵消)。多靶点药物本来就靠"组合效应",这一合并策略既保留了组合效应,又不让方向冲突的基因污染富集结果。所有实测签名均为多细胞系、多剂量、多时间点的共识签名。
  2. 化合物 → 靶点 / 靶点 → 抑制剂映射:均来自 DGIdb;化合物名会自动剥离盐酸盐、甲磺酸盐等成盐后缀后与 LINCS 条目匹配,无法匹配时才退到代理签名。结果页顶部的"签名来源"条会明确标出本次用的是实测签名、代理签名还是客户自有数据。
  3. 通路富集:上调基因集与下调基因集分别提交到 Enrichr,对 KEGG / Reactome / MSigDB Hallmark / GO 生物学过程做超几何检验(ORA),用 Benjamini–Hochberg 校正 P 值。显著性阈值 校正 P < 0.05(或原始 P < 0.01),按校正 P 排序展示 Top 12。

指定疾病后的额外分析:

  1. 疾病共识签名:从 Disease_Perturbations_from_GEO_up / _down 中取出该疾病全部人类 GEO 数据集的差异表达基因,逐基因多数投票(某基因在 ≥20% 的数据集中方向一致才纳入),合并为一个共识的疾病上调 / 下调基因集。条目名中的 sample N 是库内序号,同一 GSE 下的多个对比属于彼此独立的签名,因此全部保留。
  2. 逆转 / 加重判定:构建 2×2 列联表——扰动↑×疾病↑、扰动↑×疾病↓、扰动↓×疾病↑、扰动↓×疾病↓,做 Fisher 精确检验。优势比 OR = (同向积)/(反向积):OR 显著 < 1 说明扰动方向系统性反于疾病方向,即有望逆转疾病(例:敲除 BRAF 对 melanoma,OR=0.30, p=0.036);OR 显著 > 1 则提示可能加重。
  3. 通路方向对照:对疾病自身的上/下调基因集也做同一套通路富集,得到"疾病中升高/降低的通路",再与扰动后的通路方向逐条比对,标出 ✓ 逆转 与 ✗ 加重。
  4. 疾病相关基因:DisGeNET 提供该疾病的已知关联基因,用于标注每条通路命中的基因里有多少属于疾病相关基因;勾选"只看疾病相关基因"后,会把扰动签名先与疾病关联基因取交集再做富集,聚焦到疾病语境下的变化。
  5. 靶点-疾病关联证据:Open Targets Platform 给出该靶点与目标疾病的整体关联评分(0–1),作为独立佐证。
  6. 靶点互作蛋白:来自 STRING v12 数据库的 interaction_partners 接口(人类,每个靶点取综合评分前 30)。综合评分由邻接基因、基因融合、共现、共表达、实验证据、已有数据库、文本挖掘七类证据加权而来;评分 ≥ 0.7 通常视为高置信。若某互作蛋白同时出现在本次分析的扰动签名(模块 2)或疾病基因集中,表格会自动打标——这类"互作 + 表达双重证据"的伙伴往往提示药物效应的间接传导路径。多靶点代理签名模式下,会同时查询所有生效靶点(最多 5 个)的互作伙伴,按伙伴去重取最高评分,并标注它来自哪个靶点。

需要注意的局限:① LINCS 数据来自少数几种细胞系(如 A375、MCF7、PC3、VCAP、HA1E、HEPG2),不同细胞背景下通路响应会有差异,本结果应视为假设生成而非定论;② 化合物实测签名含脱靶效应,不完全等于"纯靶点抑制",故推荐同时参考 CRISPR 敲除签名;③ 多靶点代理签名是推断结果——它反映的是"同时压制这几个靶点会怎样",不等于该化合物本身的实测效应,报告中标为"代理签名"的结果不能直接当作化合物的机制结论,建议用自有实验数据(方式②)复核;④ 富集背景为 Enrichr 默认基因背景,校正 P 的绝对值会略偏乐观,建议重点关注通路之间的相对排序;⑤ 疾病签名来自 GEO 数据集,样本量、组织来源、分期不一,共识只能反映共性变化,会抹平亚型差异;⑥ 逆转结论是转录组层面的统计关联,不等于疗效,仍需在自己的细胞/动物模型上验证。