WGCNA分析教程 | 代码四

写在前面

WGCNA的教程，我们在前期的推文中已经退出好久了。今天在结合前期的教程的进行优化一下。只是在现有的教程基础上，进行修改。其他的其他并无改变。

前期WGCNA教程

WGCNA分析 | 全流程分析代码 | 代码一
WGCNA分析 | 全流程分析代码 | 代码二
WGCNA分析 | 全流程代码分享 | 代码三

本次教程的优化点

注意：本次教程在教程二的基础上修改。

教程代码更规范
教程添加了过滤数值流程
教程添加merge模块后图形绘制（注：在教程二的基础上）
教程添加更多的注释信息
教程后期添加视频讲解

WGCNA教程 | 代码四

本期教程输出所有的文件信息。

设置文件位置及导入包

##'@加权基因共表达分析(WGCNA)
##'@2023.09.02
##'@整理者：小杜的生信笔记
##'@前期教程网址：https://mp.weixin.qq.com/s/Ln9TP74nzWhtvt7obaMp1A
##'
##'@本教程主要主要是为了优化前期代码，在前期的基础上进行修改。
##'@若您的数据量较大，我们建议WGCNA在服务器上跑。
##'

##==============================================================================

setwd("E:\\小杜的生信筆記\\2023\\20230217_WGCNA\\WGCNA_04")
rm(list = ls())
#install.packages("WGCNA")
#BiocManager::install('WGCNA')
library(WGCNA)
options(stringsAsFactors = FALSE)
#enableWGCNAThreads(60) ## 打开多线程
#Read in the female liver data set

导入数据

我们这里给出了两种不同文件的导入方式，txt和csv。

#'@导入数据
#'@导入txt格式数据
# WGCNA.fpkm = read.table("ExpData_WGCNA.txt",header=T,
#                         comment.char = "",
#                         check.names=F)
##'@导入csv文件格式
WGCNA.fpkm = read.csv("ExpData_WGCNA.csv", header = T, check.names = F)
WGCNA.fpkm[1:10,1:10]

检查数据缺失值

gsg = goodSamplesGenes(datExpr0, verbose = 3)
gsg$allOK
if (!gsg$allOK)
{
  if (sum(!gsg$goodGenes)>0)
    printFlush(paste("Removing genes:", paste(names(datExpr0)[!gsg$goodGenes], collapse = ", ")))
  if (sum(!gsg$goodSamples)>0)
    printFlush(paste("Removing samples:", paste(rownames(datExpr0)[!gsg$goodSamples], collapse = ", ")))
  # Remove the offending genes and samples from the data:
  datExpr0 = datExpr0[gsg$goodSamples, gsg$goodGenes]
}

过滤数值 [optional]

@过滤数值（optional）,此步根据你自己的数据进行过滤数值，过滤的数值大小根据自己需求修改

meanFPKM=0.5  ###--过滤标准，可以修改
n=nrow(datExpr0)
datExpr0[n+1,]=apply(datExpr0[c(1:nrow(datExpr0)),],2,mean)
datExpr0=datExpr0[1:n,datExpr0[n+1,] > meanFPKM]
# for meanFpkm in row n+1 and it must be above what you set--select meanFpkm>opt$meanFpkm(by rp)
filtered_fpkm=t(datExpr0)
filtered_fpkm=data.frame(rownames(filtered_fpkm),filtered_fpkm)
names(filtered_fpkm)[1]="sample"
head(filtered_fpkm)
###'@输出过滤的文件
write.table(filtered_fpkm, file="WGCNA.filter.txt",
            row.names=F, col.names=T,quote=FALSE,sep="\t")

样本聚类

###'@样本聚类
sampleTree = hclust(dist(datExpr0), method = "average")
pdf("1_sample clutering.pdf", width = 6, height = 4)
par(cex = 0.7);
par(mar = c(0,4,2,0))
plot(sampleTree, main = "Sample clustering to detect outliers", sub="", xlab="", cex.lab = 1.5,
     cex.axis = 1.5, cex.main = 2)
dev.off()

样本sample05与整体数据差异较大，过滤此数据。

过滤样本

pdf("2_sample clutering_delete_outliers.pdf", width = 6, height = 4)
plot(sampleTree, main = "Sample clustering to detect outliers", sub="", xlab="", cex.lab = 1.5, 
     cex.axis = 1.5, cex.main = 2) +
  abline(h = 1500, col = "red")    ###'@"h = 1500"参数为你需要过滤的参数高度
dev.off()

##'@过滤离散样本
##'@"cutHeight"为过滤参数，与上述图保持一致
clust = cutreeStatic(sampleTree, cutHeight = 1500, minSize = 10)
keepSamples = (clust==1)
datExpr = datExpr0[keepSamples, ]
nGenes = ncol(datExpr)
nSamples = nrow(datExpr)

两个样本直接数据比较

载入性状数据

##'@导入csv格式
traitData = read.csv("TraitData.csv",row.names=1)
# ##'@导入txt格式
# traitData = read.table("TraitData.txt",row.names=1,header=T,comment.char = "",check.names=F)
head(traitData)
allTraits = traitData
dim(allTraits)
names(allTraits)
# 形成一个类似于表达数据的数据框架
fpkmSamples = rownames(datExpr)
traitSamples =rownames(allTraits)
traitRows = match(fpkmSamples, traitSamples)
datTraits = allTraits[traitRows,]
rownames(datTraits)
collectGarbage()

Re-cluster samples

# Re-cluster samples
sampleTree2 = hclust(dist(datExpr), method = "average")
# 
traitColors = numbers2colors(datTraits, signed = FALSE)
# Plot the sample dendrogram and the colors underneath.

Sample dendrogram and trait heatmap

#sizeGrWindow(12,12)
pdf(file="3_Sample_dendrogram_and_trait_heatmap.pdf",width=8 ,height= 6)
plotDendroAndColors(sampleTree2, traitColors,
                    groupLabels = names(datTraits),
                    main = "Sample dendrogram and trait heatmap",cex.colorLabels = 1.5, cex.dendroLabels = 1, cex.rowText = 2)
dev.off()

数据处理结束，继续后续网络构建分析！

#'@打开多线程分析
enableWGCNAThreads(5)

获得最佳阈值（softpower）

#'@获得soft阈值
#powers = c(1:30)
powers = c(c(1:10), seq(from = 12, to=30, by=2))
#'@调用网络拓扑分析功能
sft = pickSoftThreshold(datExpr, powerVector = powers, verbose = 5)

绘制softpower图形

#'@绘制soft power plot 
pdf(file="4_软阈值选择.pdf",width=12, height = 8)
par(mfrow = c(1,2))
cex1 = 0.85
# Scale-free topology fit index as a function of the soft-thresholding power
plot(sft$fitIndices[,1], -sign(sft$fitIndices[,3])*sft$fitIndices[,2],
     xlab="Soft Threshold (power)",ylab="Scale Free Topology Model Fit,signed R^2",type="n",
     main = paste("Scale independence"));
text(sft$fitIndices[,1], -sign(sft$fitIndices[,3])*sft$fitIndices[,2],
     labels=powers,cex=cex1,col="red");
# this line corresponds to using an R^2 cut-off of h
abline(h=0.8,col="red")
# Mean connectivity as a function of the soft-thresholding power
plot(sft$fitIndices[,1], sft$fitIndices[,5],
     xlab="Soft Threshold (power)",ylab="Mean Connectivity", type="n",
     main = paste("Mean connectivity"))
text(sft$fitIndices[,1], sft$fitIndices[,5], labels=powers, cex=cex1,col="red")
dev.off()

详细教程请看：WGCNA分析教程 | 代码四