在线绘制聚类热图的软件-热图 | TBtools Heatmap 从入门到精通

在前面的章节中,我们介绍了如何使用 ggplot2 绘制热图

ggplot2 绘制热图的方式很多,如 geom_raster 、 geom_tile 等

但通常仅仅绘制热图是不够的,还需要对数据进行聚类,即绘制聚类热图。

例如,最常用的就是将差异基因的表达值绘制聚类热图,来查看基因在不同样本中的表达差异情况,或者比较不同聚类分组之间的差异。

绘制聚类热图的包有很多,我们主要介绍 pheatmap 和 ComplexHeatmap

假设我们有如下数据

要绘制简单的热图,可以使用内置的 heatmap 函数

更改颜色,并为列添加列样本的分类颜色条

内置函数提供的样式较少,无法对某些图形属性进行设置。

所以下面我们使用 pheatmap 包来绘制热图

pheatmap 对图形属性提供了更精细的控制

这样看起来怪怪的,应该是基因的表达量差异,所以对行进行标准化

嗯,一下子就顺眼多了,实验组和对照组的基因表达量差别明显

默认情况下,会对数据的行列分别进行层次聚类,如果我们想在进行层次聚类之前,先对行特征,也就是基因进行 k-means 聚类,我们可以

先将基因聚为 3 类,再进行层次聚类

如果只想对其中行列中的一个进行聚类,可以使用 cluster_rows 和 cluster_cols 参数,取消对行或列的距离

默认的距离度量为欧氏距离,也可以分别为行列指定不同的距离度量,例如

也可以使用 clustering_method 参数来指定不同的聚类方法,支持以下几种方法:

图例的设置很简单,即通过 legend_breaks 参数设置断点, legend_labels 参数设置断点处的标签

如果不想显示图例,直接设置 legend = F 就行

设置边框颜色

删除边框

默认情况下,单元格的长度和宽度会根据图片的大小自动调整,如果想固定单元格的大小,可以使用 cellwidth 和 cellheight 两个参数

如果我们想在单元格中显示对于的数值,可以设置 display_numbers = TRUE

对显示的数值进行格式化

或者,为 display_numbers 参数传递一个矩阵

例如,根据表达值是否大于 100 来显示不同的标记

在不对数据进行聚类的情况下,可以对行列进行自定义划分为不同的块

或者只对行或列进行分块

总之,只能对未聚类的行或列进行分块

或者,根据层次聚类的结果,对数据进行分块

使用 main 参数来设置图像的标题

可以使用 show_colnames 和 show_rownames 不显示标签

分别设置标签的大小,同时设置列标签的倾斜角度,可选的角度有 270、0、45、90、315

也可以使用 fontsize 参数统一行列标签的大小

也可以自定义行列标签

我们可以分别为行和列构建分组信息,例如对于行是基因,可以将其分为癌基因和抑癌基因等,而列为样本可以分为癌症和配对正常样本,同时样本对应的患者应该会有年龄性别等信息

例如

我们可以将这些信息以颜色条的方式添加到图中

隐藏图例

我们可以回去 pheatmap 函数返回的对象的信息

可以看到,返回对象 p 中包含 4 个变量,我们可以根据 tree_row 和 tree_col 提取出对应的行列顺序

提取这些信息有助于我们对数据进行分组,用于后续分析

参数列表

数据:

很高兴回答您的问题:

如图可以看出是脑图模式的发散性构图。

那目前符合您发图的两种工具就是自动排版和手动排版软件了。

自动排版可参考:快易推

手动排版可参考:Mindmaster

这两个软件都可以晚上上述图片制作。

希望可以帮到您。

如有不懂随时追问。

2021年,新年第一天,我在忙着家里事情的间隙,分成五次(每次大概30min),录制了 TBtools 的热图(Heatmap)功能的介绍与参数详解。

TBtools 热图功能由软件作者 CJ 即本人从零开发。历时三年有余,目前已被广泛应用于系列已发表的SCI论文文稿。相比于常见热图绘制工具,TBtools 热图功能具有以下优点:

两年前,TBtools 热图功能开放伊始。我临时起意并录制过一段30min的教学视频。视频中,我大体讲解了旧版本 TBtools 热图的具体使用细节。而后该视频上传至腾讯课堂,目前已有累计近 5000 人观看,系列好评。在这两年期间,TBtools 热图功能已经经过我大量优化,目前可以做的事情远远超过当年,参数也极为丰富。一直有用户朋友提出让我更新这门课程,索性,我便抽空录制了一份。这门课程,大体情况如下:

TBtools 热图功能追求的是交互和个性化分析,所以并不支持数千上万的基因的表达矩阵快速可视化,这种情况,建议使用其他工具。

没有太多想说的,

祝大伙 2021 年新年快乐!