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Ingenuity Pathway Analysis试用指导上海康昱盛信息科技有限公司2014/7/12INGENUITYPATHWAYANALYSIS1目录1.第一次使用2.软件相关设置3.使用IPA查询搜索并构建个性化网络4.使用Bioprofiler功能进行批量查询(需额外申请)5.上传数据并进行一次Core Analysis6.如何查看分析结果7.如何进行Comparison Analysis8.其他功能简介2第一次使用运行环境准备IPA是一款全图形化界面的Java应用程序，其运算完全基于Ingenuity Knowledge Base收集的生命科学数据库的大数据云计算，因此您需要有稳定快速的互联网连接即可。1.硬件：1.高速互联网连接，推荐10Mbps的有线网络或4G无线网络2.推荐使用64位运行环境，内存大于4GB（最低2GB）3.所有计算过程基于云计算，对本地计算机的计算性能无要求2.操作系统：1.推荐：Win 7, Mac OS 64位2.可用：Win XP，Mac OS 32位3.软件环境：1.浏览器：推荐Waterfox（目前最稳定64位浏览器），其它如IE，Chrome均支持2.Java，安装对应浏览器版本的Java运行环境，使用浏览器登录java.com自动检测安装即可3第一次使用软件登陆1.IPA的打开是使用账号密码登录网页后自动激活JAVA客户端的方式登录为主，选择，在登陆界面输入用户名密码，遗忘密码的话就点击下方forgot password取回即可。2.打开过程中，如果有任何警告框弹出提示安全问题，均选择always allow即可。3.如果在运行过程中有打开错误请参照下面方法调试：1.确保Internet连接稳定快速，尤其是出国网速；2.清空Java缓存1.Windows开始菜单搜索configureJava，打开2.窗口底部选择TemporaryInternetFiles,点击“Settings”按钮。3.点击DeleteFiles4.选择所有可选框并点击“OK”。4软件界面搜索框项目管理窗口工作区域，大部分结果在此展示工作流快捷起始按钮，大部分任务可以在此起始5如何获得帮助官网帮助中心，包含IPA方方面面的介绍内建操作流程指南，包含各个模块的分析流程6使用IPA查询搜索并构建个性化网络案例1FASN 是什么，其分子类型，表达位置，分子功能，参与通路等基本信息有哪些？与它相互作用的分子有哪些？上游有哪些对它进行调控的分子？在它的上游有什么可以对它进行激活的激活因子？案例2寻找靶标信息（如HDAC），药物的信息（如Tamiflu，Sorafenib）及两者之间可能存在的关联性7案例1. FASN 相关分子网络查询•打开IPA客户端，上方搜索栏中输入FASN，点击search按钮或直接回车，搜索支持加入*进行通配符搜索搜索分子搜索功能疾病搜索通路、毒理学列表点击打开详细报告查看相关试剂或互作网络查看生物标志物背景查看药物临床进展点击切换搜索类型•FASN的详细报告：•基本信息，包含分子名称、家族、同义词、分子功能、亚细胞定位、分子参与通路、以FASN作为靶标的miRNA信息、最新研究进展点击可查看FASN参与AMPK通路的具体信息8•FASN参与AMPK通路的信息：点击可查看AMPK通路详细报告，效果等同于在搜索栏中选择Pathways标签搜索AMPK，再点击Report链接。点击Pathway链接同样可以打开AMPK通路图案例1. FASN 相关分子网络查询•FASN参与的AMPK信号通路Report包括背景介绍、参考文献等详细信息FASN在AMPK通路中的作用关系相关作用背景文献信息FASN和Fatty Acid合成的关系通路中所有关系、节点均能编辑查询9FASN参与的调控过程，被调控的分子，结合分子，与细胞的哪些功能有关，相关的疾病…Human Isoforms From RefSeq案例1. FASN 相关分子网络查询•其他数据库对FASN的描述、GO功能聚类信息、药物信息…最新的研究发现，点开show Findings 会展开具体信息10•参考文章按研究方向不同分类列出，并且具体到详细的功能分类。*部分截图不同分类相关文献数目及链接，点击数字即可展开详细文献题目、内容等信息1677条人工文献阅读结论案例1. FASN 相关分子网络查询•通过搜索功能，找到与FASN相互作用的分子点击欲构建网络的分子前的方框（可多选），再点击Add to my pathway按钮，在下拉菜单中点击New my pathway新建查询网络操作界面：所有的节点或互作线均支持编辑查询。左键选择，右键打开功能菜单，鼠标滚轮缩放，鼠标右键按住不放可以拖动界面，按住ctrl可多选。蓝色的节点表示当前选择的分子Build：互作网络生长工具Overlay：功能、通路、药物等关联Path Designer：个性化绘图工具11与FASN相互作用的分子有哪些？Build：互作网络构建Grow：查找潜在互作分子Path Explorer：查找两个分子数据集间可能存在的互作路径Connect：寻找当前分子数据集中分子互作Trim：设定阈值删除互作Keep：设定阈值保留互作Add Mol/Rel:添加个人新发现互作信息参数设置选中欲查询的分子，点击Build按钮，选择互作查询Grow，Filter summary中设定欲查询的对象信息，点击左下角Apply生成网络过滤参数包括：查询数量限制；数据库；互作置信度；物种；器官组织；突变；互作类型；互作实验时限；互作分子类型等•通过搜索功能，找到与FASN相互作用的分子注：此处限定最多显示20个分子，未显示所有相互作用分子。全屏演示，互作网络自动排布，亚细胞器定位排布12expression[2]MousePias1proteindecreasesexpressionofmouseFas[Fasn]mRNAinprimarymousehepatocytesthatisincreasedbyT0901317[TO-901317].ExperimentType:quantitativeRT-PCR22969086ZhangY,GanZ,HuangP,ZhouL,MaoT,ShaoM,JiangX,ChenY,YingH,CaoM,LiJ,LiJ,ZhangWJ,YangL,LiuY.AroleforproteininhibitorofactivatedSTAT1(PIAS1)inlipogenicregulationthroughSUMOylation-independentsuppressionofliverXreceptors.JBiolChem.2012Nov2;287(45):37973-85.Epub2012Sep11.上游有哪些对FASN进行调控的分子？•查询找到可调控FASN的上游调控转录子及microRNA鼠标放于感兴趣分子节点上，会出现简框显示该分子的简单信息，双击分子即可查看分子的全部详细信息。双击分子间的互作连线可查看具体实验信息案例1. FASN 相关分子网络查询•通过IPA找到FASN上游的激活剂，分子类型包括药物，酶，转录因子等。可根据分子类型进行筛选可根据作用类型筛选可根据文献发表时间范围筛选可查询所有互作的背景文献、实验信息13查询药物信息‐‐TamifluTamiflu药物的基本信息案例2•寻找靶标信息（如HDAC），药物的信息（如Tamiflu，Sorafenib）及两者之间可能存在的关联性Tamiflu药物临床研究信息14HDAC与Tamiflu(oseltamivir)的关系紫色分子为Tamiflu的作用靶基因，并无HDAC；灰色分子为HDAC家族蛋白，紫色分子与灰色分子间存在连线的均为互作途径•操作方法：搜索HDAC与Tamiflu放入同一个My Pathway（HDAC有一系列家族分子，可以选择整个Group）同心节点表示其中包含多个家族分子15HDAC与Tamiflu(oseltamivir)的关系右键单击HDAC，点击Show Members/Membership显示所有家族分子左键单击oseltamivir，选择Build成长网络‐Grow工具，关联性选择Downstream of selected molecules，Apply16HDAC与Tamiflu(oseltamivir)的关系•功能相关性分析：基于当前网络分子，IPA可以自动进行相关功能、疾病聚类分析按住鼠标左键拖动选择要聚类的分子选中需要进行查看的功能、疾病•Overlay•Analyses，Datasets&Lists数据集关联•MAP分子活性预测•我们可以上传实验结果或者手工指定可能的量的变化来预测上下游分子间的作用效应与以前上传的数据集进行关联，查看相关定量信息手动指定或者关联数据集后进行作用效应预测或者上传一个新的数据集Excel格式，具体操作见下章节17HDAC与Tamiflu(oseltamivir)的关系•MAP分子活性预测点击预测上调或者下调的油漆图标，再点击指定为上调的节点，最后点击Start Prediction进行预测Tamiflu的靶蛋白和HDAC家族蛋白间的关系，以及如果服用Tamiflu的话，调控的生物学功能或疾病有哪些，会因为Tamiflu的摄入而如何变化。橙色预测激活，蓝色预测抑制器官感染受到抑制18使用Bioprofiler功能进行批量查询•BioProfiler工具使您能够快速筛选分子（基因、RNA、蛋白和化合物）和疾病或功能间的作用关系。•Bioprofiler工作原理：BioProfiler基于Ingenuity Knowledge Base中储存的疾病、物种、基因接合性、疾病效应以及对应的分子活性信息进行准确高效的筛选分析。从而可以帮助您：•寻找毒性作用靶标：•比如哪些基因失活的时候会导致肝内胆汁淤积？或者有哪些基因层面的证据支持这些结论？•靶标发现：•小鼠模型中哪些杂合基因敲除能够减轻哮喘病症？•哪些药物或者哪些药物靶标正在进行糖尿病治疗的后期临床评估？•生物标志物研究：哪些基因是潜在的乳腺癌的诊断或预后生物标志物并且在已知的乳腺癌实验中被发现表达量上调？•BioProfiler表格中提供并能够用以筛选分析的内容有：分子与疾病/功能间的活性关系及其具体实验证据。其数据来源主要为Ingenuity Knowledge Base中的文献研究结果, OMIM, JAX, ClinicalTrials.gov, Mosby’s Drug Consult 和FDA Drug Labels19使用Bioprofiler功能进行批量查询•如何使用Bioprofiler:在搜索功能中选择Function and Disease，输入您所需要查询的信息后，结果界面中选中要查询的对象（可以多选），在右上角点击Bioprofiler按钮即可使用每列标题栏右侧的Addcolumn的加号按钮可以个性化显示或隐藏需要查询筛选的内容。使用Bioprofiler功能进行批量查询•Bioprofiler表格功能说明：ColumnDefinitionSymbolThe gene symbol or chemical name (ALOX12, 5‐aminosalicylic acid)Molecule TypeOne of the categories of molecules defined by IPA such as kinase, enzyme, microRNA, transporter, chemical drugDisease CountThe total # of diseases or functions associated with the molecule in the entire Ingenuity Knowledge Base.This count provides a s