专栏首页科研猫【高阶绘图】相关性热图,这样画才好看!

【高阶绘图】相关性热图,这样画才好看!

热图是科研论文中一种常见的可视化手段,而在转录组研究领域,我们常常需要分析一些基因与基因之间的相关性,来判断生物样本中是否存在共表达情况,以及共表达基因模块。除了基因集之间,其他方向,比如免疫细胞群体之间相关性,样本的相关性,也常常用相关性热图的形式进行展示。总而言之,往大了说,任何表征相关性的数值都可以用相关性热图来进行绘制。

我们先来看看下面这张图,这是一篇发表在PLoS Medicine (注意不是Plos One, 该杂志IF = 11.048)上的文章图,来看22中免疫细胞群体之间的相关性,其中红色的颜色代表正相关,蓝色代表负相关。每一格的数字代表相关系数。这是一种经常会用到的图形,不同于我们之前讲过的常规热图(参考往期教程:热图绘制)。常规热图中的每行代表一个观察值,每列代表一个样本,而我们在本次教程中,将为大家带来更高级,也更美观的相关性热图

闲话少说,直接开始上干货,动手操作起来。

Step1

R包安装和数据输入

首先是安装必须R包,在这里我们需要用到ggcorplot和ggthemes这两个R包。

然后我们读入R表达谱数据。

数据一共有10个样本和20个基因,每一行为一个基因,每一列为一个样本,我们需要看这20个基因在这10个样本中的共表达情况,也就是基因和基因之间的相关性。

Step2

相关性计算

为了表示基因与基因相关性,我们除了要计算它们的相关性系数,还需要计算体现其显著性的p值。

计算相关性系数并显示前6个基因之间的相关性。相关性系数大于0为正相关,小于0位负相关。

计算基因与基因之间的相关性p值,其中p小于0.05认为这两个基因之间相关性是显著的。

Step3

相关性热图绘制

使用ggcorplot绘制基因与基因之间相关性热图。

这样,一张漂亮的基因与基因相关性热图就绘制出来啦~那么,我们教程是否到这里就结束了?

当然不是,为了满足reviewer们的审美,为了让我们的图更加高大上,为了让我们的工作看起来无比充实,为了让editor们深切感受到我们的诚意,我们的图必须要经过精细的雕琢和美化。

Step4

初级美化-Circle

美化第一步,我们将矩形热图改成圆形

是不是大家瞬间觉得眼前一亮?

Step5

中级美化-Clustering

虽然有所美观,但是,这样上面一张相关性热图还是存在问题的,大家是否发现热图中的点非常乱,让人没办法捕捉到其中的规律,不容易让人一眼抓住重点。所以,我们要对基因进行聚类。

这张热图,已经是非常漂亮了,放在文章中绝对让人眼睛一亮,正相关负相关基因清清楚楚。

Step6

高级美化-Triangle

当然,我们还可以进一步改善。因为相关性之间其实是有对称在的,左上角和右下角的图其实是一样的,这样绘制比较占版面。只绘制左上角的热图,可以让我们的图看起来没有那么臃肿。

Step7

终级美化-Label

那么如何显示相关性强弱呢,虽然颜色和点的大小可以看出来,但是毕竟没有那么直观。所以我们将相关性系数加上,并更改热图颜色。

这样基因相关性热图就相当完美了,可以直接放在文章图中,而且比PLoS Medicine那篇文章看起来更漂亮呢。

Step8

究级美化-Omit

不过,如果我们想知道哪些基因显著性是小于0.05的呢,虽然颜色和点的大小以及相关性系数可以看出来,但是如果被老板们问起,模棱两可的回答,可是相当危险的哦。所以,我们把显著性p值加上,并且直接隐藏p小于0.05的基因。

这样的热图,既能完美征服大小老板,也能瞬间让editor和reviewer们的好感度蹭蹭蹭的上升几个level。

小结

每一张科研制图都需要精雕细琢,勤写代码,多看帮助文档,可以让我们更好更快的掌握科研制图的精要,也能让我们的工作更完美的展现出来。

本文分享自微信公众号 - 科研猫(DoctorTommy)

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2019-10-29

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