Дослідження з більш ніж двома групами

Аналіз диференційної експресії з limma в R

John Blischak

Instructor

Дослідження з 3 групами

3 типи лейкемій: ALL, AML, CML
- Пакет Bioconductor: leukemiasEset
- Kohlmann та ін., 2008; Haferlach та ін., 2010

dim(eset)

Features  Samples
   20172       36

table(pData(eset)[, "type"])

ALL AML CML
 12  12  12

Модель групових середніх для 3 груп

$$ Y = \beta_1 X_1 + \beta_2 X_2 + \beta_3 X_3 + \epsilon $$

$\beta_1$ — середній рівень експресії в групі ALL
$\beta_2$ — середній рівень експресії в групі AML
$\beta_3$ — середній рівень експресії в групі CML
Тести:
- AML проти ALL: $\beta_2 - \beta_1 = 0$
- CML проти ALL: $\beta_3 - \beta_1 = 0$
- CML проти AML: $\beta_3 - \beta_2 = 0$

Матриця дизайну групових середніх для 3 груп

design <- model.matrix(~0 + type, 
                       data = pData(eset))

head(design, 3)

          typeALL typeAML typeCML
sample_01       1       0       0
sample_02       1       0       0
sample_03       1       0       0

colSums(design)

typeALL typeAML typeCML
     12      12      12

Матриця контрастів для 3 груп

AML проти ALL: $\beta_2 - \beta_1 = 0$
CML проти ALL: $\beta_3 - \beta_1 = 0$
CML проти AML: $\beta_3 - \beta_2 = 0$

library(limma)
cm <- makeContrasts(AMLvALL = typeAML - typeALL,
                    CMLvALL = typeCML - typeALL,
                    CMLvAML = typeCML - typeAML,
                    levels = design)

cm

         Contrasts
Levels    AMLvALL CMLvALL CMLvAML
  typeALL      -1      -1       0
  typeAML       1       0      -1
  typeCML       0       1       1

Тестування 3 груп

library(limma)
# Оцінити коефіцієнти
fit <- lmFit(eset, design)

# Застосувати контрасти
fit2 <- contrasts.fit(fit, contrasts = cm)

# Обчислити t-статистики
fit2 <- eBayes(fit2)

# Підсумувати результати
results <- decideTests(fit2)
summary(results)

   AMLvALL CMLvALL CMLvAML
-1     898    3401    1890
0    18323   13194   16408
1      951    3577    1874

Вплив гіпоксії на функції стовбурових клітин

3 рівні кисню: 1%, 5%, 21%
- Пакет Bioconductor: stemHypoxia
- Prado-Lopez та ін., 2010

dim(eset)

Features  Samples
   15325        6

table(pData(eset)[, "oxygen"])

ox01 ox05 ox21
   2    2    2

Давайте потренуємось!

Аналіз диференційної експресії з limma в R