cytoscape调控网络图
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11
二 基础操作
数据导入：edge数据、node数据 基础修改：布局、样式、所有节点/线 高级调整：单个节点/线、计算连通性、渐变 图片导出：矢量图、位图
12
1. 案例背景
数据：蓖麻种子胚和胚乳，各5个样本，进行RNA-seq分析 分析目标：WGCNA分析揭示胚/胚乳中差异调控的核心基因
13个模块，其中orange和darkorange模块与性状关联较强。
45
3.3 线粗细+相关性
46
操作 线粗细/颜色渐变
1）Control Panel ，点击 Style，点击底部 Edge， 进入线调整页面 2）点击 Width 右侧三角形，打开折叠 3）Column选择 weight；Mapping type选择 Continuous mapping 4）双击阴影区域，设定渐变趋势
有方向
无方向
52
操作 查看连通性
53
操作 节点大小渐变
1）Control Panel ，点击 Style，点击底部 Node， 进入点调整页面 2）点击 Size 右侧三角形，打开折叠 3）Column选择 Degree；Mapping type选择 Continuous mapping 4）双击阴影区域，设定渐变趋势
43
3.2 节点颜色+pathway
44
操作 节点颜色单一变化
1）Control Panel ，点击 Style，点击底部 Node， 进入点调整页面 2）点击 Fill color 右侧三角形，打开折叠 3）Column选择 function；Mapping type选择 Discrete mapping 4）依次设定每个pathway的颜色
导入数据快捷方式 工具栏
64
1.2 调整节点形状、颜色
对网络图中的miRNAs和mRNA进行区分， 以常见的圆形展示， 1）Control Panel窗口，
点击Style，Node， 2）点击Fill Color右侧三角形
Column选择type Mapping选择Discrete 设定miRNA 绿色，mRNA蓝色 3）Shape选择Ellipse， 勾选 Lock node witdth and height
30
节点调整 主要参数
其他参数
点击第一列方格 调整对应参数 节点轮廓 颜色
节点 颜色
标签 颜色 标签 大小 节点 形状 节点 大小
是否保持节点形状的宽高比
31
改变 所有节点形状
2）Shape 点击第一列方格
1）勾选此参数 即锁定节点形状， 不受标签长短影响
32
改变 所有节点形状
3）弹出形状选择框 选择形状 点击 Apply
33
进入线调整页面
1）Control panel窗口 点击 Style
2）窗口底部选择 Edge
34
线调整主要参数
线 颜色
线 类型
线 透明度 线 粗细 是否改变整条线的颜色
35
改变 线颜色
2）Color （unselected） 点击第一列方格
1）勾选
36
改变 线颜色
3）弹框， 选择颜色 确定
59
目 录 CONTENTS
一 基础概念 二 Cytoscape 基础操作 三 Cytoscape 数据挖掘
60
子网络分离类型
1） 选择线+相连的点： eg. 挑选强相关（相关系数>0.8）的关系
2） 选择点+相连的点/线： eg.挑选与某个pathway/基因/TF有关的网络
61
miRNA网络图
2） 3）
2）点击如图，选择与已选节点（mRNA）相连的节点（miRNA） 3）点击如图，以所选节点和节点间的所有线新建网络图
65
1.3 目标pathway子网络
信息冗余，仅保留显著富集的KEGG pathway的网络 1）软件右上角，搜索栏，输入显著富集的pathway ID
ko00940 ko03430 ko00905 ko03440 ko03030 ko00062 ko02010 ko00514 ko00520 ko00040 ko03420 ko03410
27
基础调整练习 1. 切换布局 2. 删除移动点、自定义布局 3. 切换样式、创建样式
5 min
28
2.3 节点/线 Node/edge
预设中不满意的样式 可进行个性化调整 改变形状/颜色
29
进入节点调整页面
1）左侧Control panel 窗口 点击 Style
2）窗口底部选择 Node
3.4 节点大小+连通性
突出胚乳基因调控网络中的核心基因
51
操作 计算连通性
计算连通性，寻找核心的调控基因 1）菜单栏，选择
Tools → NetworkAnalyzer → NetwoerkAnalysis →Analyze Network 选择Treat the network as undirected 2）弹框，关闭
miRNA+mRNA
KEGG pathway
edge、node Pahtway/连通性
目标miRNA
62
1.0 数据准备
筛选绘图数据： 1）pathway
miRNA A-vs-B.edge.xlsx
（以显著富集的ko为例）
2）GO
3）表达量差异倍数
miRNA A-vs-B.node.xlsx
……
63
37
基础调整练习 1. 修改所有节点颜色、大小、形状、位置 2. 修改所有线颜色、类型、粗细
5 min
38
二 基础操作
数据导入：edge数据、node数据 基础修改：布局、样式、所有节点/线 高级调整：单个节点/线、计算连通性、渐变 图片导出：矢量图、位图
39
高级调整
分析目标： 1. 显示节点的基因名称（passthrough mapping） 2. 用节点颜色表示基因的pathway信息（discrete mapping） 3. 用线粗细表示相关性强弱，即weight值（continuous mapping） 4. 计算连通性 5. 用节点大小表示连通性高低，直观呈现核心基因（continuous mapping） 6. 其他美化调整（布局）
转录调控网络图分析
目 录 CONTENTS
一 基础概念 二 Cytoscape 基础操作 三 Cytoscape 数据挖掘
2
网络图应用示例
基因间的调控网络，颜色表示pathway。 miRNA（黄色菱形）
菱形表示转录因子。
与基因（蓝色圆形）的调控关系。
3
网络图应用价值
1.更直观&形象的呈现数据关系（关系对） 2.更高效的挖掘解析数据（对组间差异有重要影响的分子）
2）Control Panel窗口下端弹出 Tool Panel 移动指针到位置8，完成后关闭窗口
24
2.2 预设样式 Style
软件预设的不同颜色、形状……
25
操作 样式切换
左侧Control panel窗口 1）点击 Style 2）点击图示三角形
弹出软件预设样式
26
操作 创建样式
左侧Control panel窗口 1）点击 Style 2）点击图示三横，选择 Create New Style 3）弹框中 输入自定义样式名称，WGCNA
54
操作 设定节点大小渐变
55
完成图
揭示了目标代谢通路（pathway）高相关性（weight）的调控网络图中，3个 核心基因：27524.m000288，27524.m000287，27524.m000285
56
4. 导出图片
支持的格式 • jpg 和 png（位图） • pdf 和 svg（矢量图）
40
3. 高级调整
基础修改 所有节点/线 单调变化
点击三角形 打开折叠 高级调整
部分节点/线 复杂变化
41
3.1 节点+名称
42
操作 加节点名称
1）点击Properties，勾选Label相关参数 2）点击 Label右侧三角形，打开折叠 3）column选择 name；
Mapping type选择 Passthrough mapping 4）Label其他参数
13
1. 绘图数据
从WGCNA结题报告中获得所有模块的绘图 数据。挑选目标模块的edge.txt 和node.txt。
在excel中筛选绘图数据： 1）weight值（＞0.2） 2）KEGG（显著富集的pathway） 3）GO 4）……
14
1.1 操作 导入edge数据
1）工具栏，点击
2）选择文件 darkorange_edge.xlsx 3）设定各列数据属性（source/target node, edge attribute）如图 4）点击OK，导入
18
2.1 预设布局 layout
Grid
Circular
19
操作 布局切换
1）顶部菜单栏，点击 layout 2）选择不同类型布局查看 例：图中红框的布局
20
2.1 自定义布局
预设布局中不满意的节点，需改变节点位置，个性化调整
21
2.1 自定义布局
预设布局中不满意的线长度，需要个性化调整（紧凑 vs 疏松）
选择Export as image，导出图片，可选择格式、保存路径
57
4. 导出图片
备注：仅导出主视窗内可视部分（红框中的图形）
58
基本操作小结
1. 菜单栏/工具栏 ：导入数据、调整布局、新建网络图
2. Control panel： ● 切换样式 ● 改变节点颜色、形状 ● 调整线类型、粗细
3. Table panel： 查看数据
6
分析步骤
1. 建立关联（获得关系对列表） 主要方法： 1）基于已有成果，文献等（string数据库：https://string-db.org/ ） 2）基于表达量的相关性（Pearson、Spearman相关系数、 WGCNA ） 3）基于序列的碱基互补关系（miRNA-mRNA） 4）基于功能分类关系（富集分析）
1.1 导入edge、node数据
1）工具栏（图示左箭头） 2）打开文件 miRNA A-vs-B edge.xlsx 3）设定各列数据属性（source/target node, edge attribute） 4）导入 5）工具栏（图示右箭头） 6）打开文件 miRNA A-vs-B.node.xlsx 7）导入
15
1.2 操作 导入node数据
1）工具栏，点击
2）打开文件 darkorange_node.xlsx 3）点击OK，导入
导入哪个网络 导入文件用于节点/线 导入文件与哪一列对应
16
导入数据 edge node
3 min
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二 基础操作
数据导入：edge数据、node数据 基础修改：布局、样式、所有节点/线 高级调整：单个节点/线、计算连通性、渐变 图片导出：矢量图、位图
47
操作 设定粗细渐变
选择拐点 下方Handle position 填写数值， 回车键运行
位置 大小
添加新的拐点
48
操作 设定粗细渐变
1）选中拐点
3）选中拐点
2）输入节点大小：0.6，回车 4）输入节点大小：6，回车
49
操作 设定颜色渐变
1）选中拐点
3）选中拐点
2）选择浅灰色 4）选择黑色
50
4
基础版网络图
节点（node）： 代表mRNA，lncRNA等元素 线（edge）： 代表元素之间的关系，关系对
5
高配版网络图
节点属性：大小、形状、颜色、标签、边框 —— 表达量，差异倍数，RNA类型，功能分类，基因名称……
线属性：粗细、类型、颜色、标签 —— 相关性强弱、相关性正负、靶向关系、相关显著性 ……
9
主要功能
网络图
wenku.baidu.com
整体 局部
布局 样式
节点 线
单个/部分 节点/线 选择过滤
10
数据要求
格式： tsv 文件 （Tab Separated Values） csv 文件 （Comma Separated Values） xls，xlsx 文件（Excel Files） 内容： edge文档，绘制网络图基本框架，必要文档。 node文档，丰富美化网络图信息，补充文档，可有可无。
22
操作 移动/布局 部分点
1）按住键盘Shift/ Ctrl键，鼠标左键拖选目标区域或节点 2）搜索栏搜索节点名称 citrate 被选择的 点/线 呈黄色/红色 选择节点后可 移动、单独布局、删除（回格键Backspace）
23
调整节点/线的比例
1）菜单栏 layout 点击 Node Layout Tools
2. 整理绘图数据（edge、node文档） 3. 个性化数据挖掘，图形美化（结合属性调整）
7
目 录 CONTENTS
一 网络图基础理论 二 Cytoscape基础操作 三 Cytoscape案例实战
8
Cytoscape
是由许多研究单位共同合作开发的开放源码的生物信息分析软件 网址： http://www.cytoscape.org/
二 基础操作
数据导入：edge数据、node数据 基础修改：布局、样式、所有节点/线 高级调整：单个节点/线、计算连通性、渐变 图片导出：矢量图、位图
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1. 案例背景
数据：蓖麻种子胚和胚乳，各5个样本，进行RNA-seq分析 分析目标：WGCNA分析揭示胚/胚乳中差异调控的核心基因
13个模块，其中orange和darkorange模块与性状关联较强。
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3.3 线粗细+相关性
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操作 线粗细/颜色渐变
1）Control Panel ，点击 Style，点击底部 Edge， 进入线调整页面 2）点击 Width 右侧三角形，打开折叠 3）Column选择 weight；Mapping type选择 Continuous mapping 4）双击阴影区域，设定渐变趋势
有方向
无方向
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操作 查看连通性
53
操作 节点大小渐变
1）Control Panel ，点击 Style，点击底部 Node， 进入点调整页面 2）点击 Size 右侧三角形，打开折叠 3）Column选择 Degree；Mapping type选择 Continuous mapping 4）双击阴影区域，设定渐变趋势
43
3.2 节点颜色+pathway
44
操作 节点颜色单一变化
1）Control Panel ，点击 Style，点击底部 Node， 进入点调整页面 2）点击 Fill color 右侧三角形，打开折叠 3）Column选择 function；Mapping type选择 Discrete mapping 4）依次设定每个pathway的颜色
导入数据快捷方式 工具栏
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1.2 调整节点形状、颜色
对网络图中的miRNAs和mRNA进行区分， 以常见的圆形展示， 1）Control Panel窗口，
点击Style，Node， 2）点击Fill Color右侧三角形
Column选择type Mapping选择Discrete 设定miRNA 绿色，mRNA蓝色 3）Shape选择Ellipse， 勾选 Lock node witdth and height
30
节点调整 主要参数
其他参数
点击第一列方格 调整对应参数 节点轮廓 颜色
节点 颜色
标签 颜色 标签 大小 节点 形状 节点 大小
是否保持节点形状的宽高比
31
改变 所有节点形状
2）Shape 点击第一列方格
1）勾选此参数 即锁定节点形状， 不受标签长短影响
32
改变 所有节点形状
3）弹出形状选择框 选择形状 点击 Apply
33
进入线调整页面
1）Control panel窗口 点击 Style
2）窗口底部选择 Edge
34
线调整主要参数
线 颜色
线 类型
线 透明度 线 粗细 是否改变整条线的颜色
35
改变 线颜色
2）Color （unselected） 点击第一列方格
1）勾选
36
改变 线颜色
3）弹框， 选择颜色 确定
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目 录 CONTENTS
一 基础概念 二 Cytoscape 基础操作 三 Cytoscape 数据挖掘
60
子网络分离类型
1） 选择线+相连的点： eg. 挑选强相关（相关系数>0.8）的关系
2） 选择点+相连的点/线： eg.挑选与某个pathway/基因/TF有关的网络
61
miRNA网络图
2） 3）
2）点击如图，选择与已选节点（mRNA）相连的节点（miRNA） 3）点击如图，以所选节点和节点间的所有线新建网络图
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1.3 目标pathway子网络
信息冗余，仅保留显著富集的KEGG pathway的网络 1）软件右上角，搜索栏，输入显著富集的pathway ID
ko00940 ko03430 ko00905 ko03440 ko03030 ko00062 ko02010 ko00514 ko00520 ko00040 ko03420 ko03410
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基础调整练习 1. 切换布局 2. 删除移动点、自定义布局 3. 切换样式、创建样式
5 min
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2.3 节点/线 Node/edge
预设中不满意的样式 可进行个性化调整 改变形状/颜色
29
进入节点调整页面
1）左侧Control panel 窗口 点击 Style
2）窗口底部选择 Node
3.4 节点大小+连通性
突出胚乳基因调控网络中的核心基因
51
操作 计算连通性
计算连通性，寻找核心的调控基因 1）菜单栏，选择
Tools → NetworkAnalyzer → NetwoerkAnalysis →Analyze Network 选择Treat the network as undirected 2）弹框，关闭
miRNA+mRNA
KEGG pathway
edge、node Pahtway/连通性
目标miRNA
62
1.0 数据准备
筛选绘图数据： 1）pathway
miRNA A-vs-B.edge.xlsx
（以显著富集的ko为例）
2）GO
3）表达量差异倍数
miRNA A-vs-B.node.xlsx
……
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基础调整练习 1. 修改所有节点颜色、大小、形状、位置 2. 修改所有线颜色、类型、粗细
5 min
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二 基础操作
数据导入：edge数据、node数据 基础修改：布局、样式、所有节点/线 高级调整：单个节点/线、计算连通性、渐变 图片导出：矢量图、位图
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高级调整
分析目标： 1. 显示节点的基因名称（passthrough mapping） 2. 用节点颜色表示基因的pathway信息（discrete mapping） 3. 用线粗细表示相关性强弱，即weight值（continuous mapping） 4. 计算连通性 5. 用节点大小表示连通性高低，直观呈现核心基因（continuous mapping） 6. 其他美化调整（布局）
转录调控网络图分析
目 录 CONTENTS
一 基础概念 二 Cytoscape 基础操作 三 Cytoscape 数据挖掘
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网络图应用示例
基因间的调控网络，颜色表示pathway。 miRNA（黄色菱形）
菱形表示转录因子。
与基因（蓝色圆形）的调控关系。
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网络图应用价值
1.更直观&形象的呈现数据关系（关系对） 2.更高效的挖掘解析数据（对组间差异有重要影响的分子）
2）Control Panel窗口下端弹出 Tool Panel 移动指针到位置8，完成后关闭窗口
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2.2 预设样式 Style
软件预设的不同颜色、形状……
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操作 样式切换
左侧Control panel窗口 1）点击 Style 2）点击图示三角形
弹出软件预设样式
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操作 创建样式
左侧Control panel窗口 1）点击 Style 2）点击图示三横，选择 Create New Style 3）弹框中 输入自定义样式名称，WGCNA
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操作 设定节点大小渐变
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完成图
揭示了目标代谢通路（pathway）高相关性（weight）的调控网络图中，3个 核心基因：27524.m000288，27524.m000287，27524.m000285
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4. 导出图片
支持的格式 • jpg 和 png（位图） • pdf 和 svg（矢量图）
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3. 高级调整
基础修改 所有节点/线 单调变化
点击三角形 打开折叠 高级调整
部分节点/线 复杂变化
41
3.1 节点+名称
42
操作 加节点名称
1）点击Properties，勾选Label相关参数 2）点击 Label右侧三角形，打开折叠 3）column选择 name；
Mapping type选择 Passthrough mapping 4）Label其他参数
13
1. 绘图数据
从WGCNA结题报告中获得所有模块的绘图 数据。挑选目标模块的edge.txt 和node.txt。
在excel中筛选绘图数据： 1）weight值（＞0.2） 2）KEGG（显著富集的pathway） 3）GO 4）……
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1.1 操作 导入edge数据
1）工具栏，点击
2）选择文件 darkorange_edge.xlsx 3）设定各列数据属性（source/target node, edge attribute）如图 4）点击OK，导入
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2.1 预设布局 layout
Grid
Circular
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操作 布局切换
1）顶部菜单栏，点击 layout 2）选择不同类型布局查看 例：图中红框的布局
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2.1 自定义布局
预设布局中不满意的节点，需改变节点位置，个性化调整
21
2.1 自定义布局
预设布局中不满意的线长度，需要个性化调整（紧凑 vs 疏松）
选择Export as image，导出图片，可选择格式、保存路径
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4. 导出图片
备注：仅导出主视窗内可视部分（红框中的图形）
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基本操作小结
1. 菜单栏/工具栏 ：导入数据、调整布局、新建网络图
2. Control panel： ● 切换样式 ● 改变节点颜色、形状 ● 调整线类型、粗细
3. Table panel： 查看数据
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分析步骤
1. 建立关联（获得关系对列表） 主要方法： 1）基于已有成果，文献等（string数据库：https://string-db.org/ ） 2）基于表达量的相关性（Pearson、Spearman相关系数、 WGCNA ） 3）基于序列的碱基互补关系（miRNA-mRNA） 4）基于功能分类关系（富集分析）
1.1 导入edge、node数据
1）工具栏（图示左箭头） 2）打开文件 miRNA A-vs-B edge.xlsx 3）设定各列数据属性（source/target node, edge attribute） 4）导入 5）工具栏（图示右箭头） 6）打开文件 miRNA A-vs-B.node.xlsx 7）导入
15
1.2 操作 导入node数据
1）工具栏，点击
2）打开文件 darkorange_node.xlsx 3）点击OK，导入
导入哪个网络 导入文件用于节点/线 导入文件与哪一列对应
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导入数据 edge node
3 min
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二 基础操作
数据导入：edge数据、node数据 基础修改：布局、样式、所有节点/线 高级调整：单个节点/线、计算连通性、渐变 图片导出：矢量图、位图
47
操作 设定粗细渐变
选择拐点 下方Handle position 填写数值， 回车键运行
位置 大小
添加新的拐点
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操作 设定粗细渐变
1）选中拐点
3）选中拐点
2）输入节点大小：0.6，回车 4）输入节点大小：6，回车
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操作 设定颜色渐变
1）选中拐点
3）选中拐点
2）选择浅灰色 4）选择黑色
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基础版网络图
节点（node）： 代表mRNA，lncRNA等元素 线（edge）： 代表元素之间的关系，关系对
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高配版网络图
节点属性：大小、形状、颜色、标签、边框 —— 表达量，差异倍数，RNA类型，功能分类，基因名称……
线属性：粗细、类型、颜色、标签 —— 相关性强弱、相关性正负、靶向关系、相关显著性 ……
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主要功能
网络图
wenku.baidu.com
整体 局部
布局 样式
节点 线
单个/部分 节点/线 选择过滤
10
数据要求
格式： tsv 文件 （Tab Separated Values） csv 文件 （Comma Separated Values） xls，xlsx 文件（Excel Files） 内容： edge文档，绘制网络图基本框架，必要文档。 node文档，丰富美化网络图信息，补充文档，可有可无。
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操作 移动/布局 部分点
1）按住键盘Shift/ Ctrl键，鼠标左键拖选目标区域或节点 2）搜索栏搜索节点名称 citrate 被选择的 点/线 呈黄色/红色 选择节点后可 移动、单独布局、删除（回格键Backspace）
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调整节点/线的比例
1）菜单栏 layout 点击 Node Layout Tools
2. 整理绘图数据（edge、node文档） 3. 个性化数据挖掘，图形美化（结合属性调整）
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目 录 CONTENTS
一 网络图基础理论 二 Cytoscape基础操作 三 Cytoscape案例实战
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Cytoscape
是由许多研究单位共同合作开发的开放源码的生物信息分析软件 网址： http://www.cytoscape.org/