跨矩阵对比

提示

为什么要做跨矩阵对比?

研究目标是找抑郁组和对照组系统性变化的代谢物,并最终连接到肠道菌群(b 项目)。一个代谢物如果在三个体液(粪便/血清/皮肤)中都变化,比只在一个矩阵变化更可信,也更可能反映系统性代谢重构而非局部偏倚。

阈值选择

跨矩阵对比的目的是寻找广泛存在的信号,所以使用比单矩阵分析更宽松的阈值:

阶段 阈值
单矩阵 DEM 列表(各页所示) P<0.05 ∧ VIP>1.0 ∧ |log2FC|>1.0
跨矩阵对比(本页) P<0.05 ∧ VIP>1.0(无 FC 阈值)

理由:FC>1 阈值会砍掉中等效应代谢物,但跨矩阵共有信号本身就需要”广覆盖+中等强度”。三个体液中都达到 P<0.05 + VIP>1 已经是很强的多重佐证。

DEM 跨矩阵 overlap

三矩阵 DEM 集合关系(按 KEGG 化合物 ID 计算)
set count
feces only 382
serum only 188
skin only 166
feces ∩ serum 15
feces ∩ skin 25
serum ∩ skin 22
all three 3
注记

“按 KEGG ID 计算”意味着只统计 MS2 鉴定到 KEGG 化合物的 DEM。同一个特征 ID 在不同矩阵的 vendor 鉴定可能不一致,所以 KEGG cpd 是更稳的跨矩阵桥梁。

三矩阵共有 DEM

下表列出在粪便、血清、皮肤三个矩阵中全部满足 P<0.05 ∧ VIP>1.0 的代谢物。direction_consistent = TRUE 表示三个矩阵都同向变化(全 Up 或全 Down),是联合分析最强的候选。

候选代谢物解读

C06695 — 2-Oxazolidinone(2-噁唑烷酮)

  • 三矩阵全部 Up(粪便 log2FC=0.42, 血清 1.28, 皮肤 0.13;P 都 <0.05)
  • 是异生物质(人体不内源合成),结构强烈提示微生物代谢产物
  • 联合宏基因组分析的最佳候选:抑郁组三个体液都富集,强暗示某种菌产生它

C00788 — Epinephrine(肾上腺素)

  • 方向不一致:粪便 Up(log2FC=0.60),血清 Down(-0.41),皮肤 Down(-0.66)
  • 不是假阳性,恰恰符合 HPA 轴失调的经典模式:抑郁后期外周儿茶酚胺合成受损 → 血液和皮肤外周浓度下降;同时肠道菌群也产 epinephrine,菌群失调可让粪便端富集
  • 在跨矩阵分析里是”系统性代谢重构的方向性证据”,不是单纯共变信号

C06202 — Salicylaldehyde(水杨醛)

  • 异生物质降解中间体,方向:粪便 Down,血清 Up,皮肤 Down
  • 弱信号,可能反映采样/代谢节点差异

双两共有 DEM

KEGG 通路跨矩阵 overlap

显著富集(P<0.05)跨多矩阵的通路:

通路 出现矩阵 备注
mmu01232 Nucleotide metabolism 粪便 + 血清 核苷酸代谢,跨肠-血信号
mmu00590 Arachidonic acid metabolism 血清 + 皮肤 花生四烯酸/系统性炎症
mmu01100 Metabolic pathways 血清 + 皮肤 总代谢通路扰动

联合宏基因组(b 项目)候选清单

提示

这张表是连接 a/ 和 b/ 项目的核心交付物。

下一步联合分析时,用 cand$KEGG 列里的化合物去查:

  1. MetaCyc / KEGG 通路:哪些菌的酶能产生或代谢它
  2. b 项目的菌丰度表:哪些菌的丰度在 Con/Dep 之间也显著变化,且和该代谢物丰度有强相关
  3. HUManN3 通路丰度:是否有通路功能在两组间富集

中间表路径:candidates_for_microbiome.tsv

高级分析入口

跨矩阵分析的所有产出文件:

文件 用途
dem_kegg_membership.tsv 全部 DEM × 三矩阵的成员关系矩阵(Boolean)
dem_overlap_summary.tsv 集合关系计数
shared_dem_3way.tsv 三矩阵共有 DEM 详细统计
shared_dem_feces_serum.tsv 双两共有
kegg_pathway_overlap.tsv 通路 × 三矩阵成员关系
candidates_for_microbiome.tsv 联合 b 项目的核心候选

如果想换阈值(比如更严格 P<0.01 或加 FDR)、自己画 UpSet 图、加菌-代谢 Spearman 相关,直接在这些 TSV 上做即可。

📂 跨矩阵对比相关产出文件

核心候选清单

  • candidates_for_microbiome.tsv — 联合 b 项目的核心候选(三矩阵共有且方向一致的 DEM) | 在线下载 | 本地查看

集合关系表

共有 DEM 详细表

KEGG 通路对比

  • kegg_pathway_overlap.tsv — 通路 × 三矩阵成员关系(含每矩阵 Pvalue / Hits) | 在线下载 | 本地查看