Cytoscape是一款開(kāi)源網(wǎng)絡(luò)軟件，可以幫助用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行構(gòu)建，通過(guò)集成，分析和可視化數(shù)據(jù)來(lái)達(dá)到分析網(wǎng)絡(luò)的目的，軟件自帶編輯器模塊，可以直接在軟件中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。

軟件介紹

Cytoscape是一個(gè)開(kāi)源網(wǎng)絡(luò)軟件，可以幫助用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的分析，支持多種網(wǎng)絡(luò)描述格式，用以Tab制表符分隔的文本文檔或Microsoft Excel文件作為輸入，當(dāng)然你還可以使用編輯器模塊直接構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)分析有非常多的優(yōu)勢(shì)，比如你可以篩選出一些基因，查看這些基因組志堅(jiān)的聯(lián)系，為尋找藥物靶標(biāo)提供數(shù)據(jù)。在生物網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)建領(lǐng)域中，cytoscape可以說(shuō)是領(lǐng)先的，支持非常多的網(wǎng)絡(luò)種類，同時(shí)非常的靈活多變，還支持各種實(shí)用的插件。

軟件功能

支持多種標(biāo)準(zhǔn)

Cytoscape支持很多標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)和注釋文件格式，包括：SIF(Simple Interaction Format), GML, XGMML, BioPAX, PSI-MI, GraphML, KGML (KEGG XML), SBML, OBO, 和 Gene Association。SIF (Simple Interaction Format), GML, XGMML, BioPAX, PSI-MI, GraphML, KGML (KEGG XML), SBML, OBO, 和 Gene Association. 還支持限定的文本文件和MS Excel? Workbook，您可以導(dǎo)入由其他應(yīng)用程序或電子表格程序生成的數(shù)據(jù)文件，如表達(dá)譜或GO注釋。使用該功能，您可以加載和保存節(jié)點(diǎn)、邊和網(wǎng)絡(luò)上的任意屬性。例如，為您的蛋白質(zhì)輸入一組自定義注釋術(shù)語(yǔ)，為您的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用創(chuàng)建一組置信值。

公共數(shù)據(jù)庫(kù)客戶端

Cytoscape是作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)客戶端工作的，這意味著Cytoscape可以直接連接外部公共數(shù)據(jù)庫(kù)，導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)和注釋數(shù)據(jù)。這意味著Cytoscape可以直接連接到外部公共數(shù)據(jù)庫(kù)，并導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)和注釋數(shù)據(jù)。目前，我們支持Pathway Commons, IntAct, BioMart和NCBI Entrez Gene。我們還將繼續(xù)為熱門數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)新的服務(wù)客戶端。

互操作性

由于Cytoscape支持導(dǎo)入/導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)文件格式，你可以很容易地將Cytoscape放入你的工作流程中。例如，如果你有一個(gè)由 igraph 或 Bioconductor 生成的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，Cytoscape 可以將該文件以文本表的形式加載，并以 PSI-MI 格式導(dǎo)出，供其他生物信息學(xué)工具或你自己的應(yīng)用程序/腳本使用。

從 3.3 版本開(kāi)始，Cytoscape 支持 RESTful API 的編程訪問(wèn)。你可以使用你選擇的編程語(yǔ)言來(lái)訪問(wèn)Cytoscape的核心功能，如創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用布局，或圖像導(dǎo)出。

會(huì)話文件

你可以通過(guò)一鍵保存你的工作。所有的設(shè)置、數(shù)據(jù)文件和可視化都打包在一個(gè)會(huì)話文件中。它被稱為Cytoscape會(huì)話（.cys）文件。Cytoscape 會(huì)話文件包括網(wǎng)絡(luò)、屬性(節(jié)點(diǎn)/邊緣/網(wǎng)絡(luò))、桌面狀態(tài)(選擇/隱藏節(jié)點(diǎn)和邊緣、窗口大小)、屬性、一些插件狀態(tài)和可視化風(fēng)格。

布局

在二維空間布局網(wǎng)絡(luò)。 有多種布局算法可供選擇，包括循環(huán)、樹(shù)形、力導(dǎo)向、邊緣加權(quán)和yFiles有機(jī)布局。您也可以使用類似于其他圖形應(yīng)用程序用戶界面的手動(dòng)布局工具。

圖像導(dǎo)出

您可以將網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)出為可發(fā)布的高質(zhì)量圖像。支持PDF、PS、SVG、PNG、JPEG和bmp文件。矢量圖像（PDF和PS）可以通過(guò)其他應(yīng)用程序（如Adobe **）進(jìn)行修改，以進(jìn)一步增強(qiáng)。

VizMapper

使用強(qiáng)大的VisualStyles自定義網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)顯示。在網(wǎng)絡(luò)上查看基因表達(dá)比和p值的疊加。  表達(dá)數(shù)據(jù)可以根據(jù)用戶配置的顏色和可視化方案，映射到節(jié)點(diǎn)顏色、標(biāo)簽、邊界厚度或邊界顏色等。

篩選

過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)，以根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)選擇節(jié)點(diǎn)和/或相互作用的子集。 例如，用戶可以根據(jù)基因表達(dá)數(shù)據(jù)加載的p值，選擇參與交互的閾值數(shù)量的節(jié)點(diǎn)、共享特定GO注釋的節(jié)點(diǎn)，或在一個(gè)或多個(gè)條件下基因表達(dá)水平發(fā)生顯著變化的節(jié)點(diǎn)。您可以從過(guò)濾結(jié)果中創(chuàng)建新的網(wǎng)絡(luò)。

檢索

從搜索窗口搜索目標(biāo)節(jié)點(diǎn)和邊。Lucene語(yǔ)法支持任意復(fù)雜的查詢。

瀏覽

放大/縮小和平移瀏覽網(wǎng)絡(luò)。使用網(wǎng)絡(luò)管理器可以輕松組織多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。而且這種結(jié)構(gòu)可以保存在會(huì)話文件中。使用鳥(niǎo)瞰圖輕松瀏覽大型網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)高效的渲染引擎輕松瀏覽大型網(wǎng)絡(luò)（100,000+節(jié)點(diǎn)和邊）。

查找模塊/集群

尋找活躍的子網(wǎng)絡(luò)/途徑模塊。根據(jù)基因表達(dá)數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行篩選，找出相互作用的連接集，即相互作用子網(wǎng)絡(luò)，其基因表現(xiàn)出特別高的差異表達(dá)水平。 每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)中包含的相互作用為控制觀察到的表達(dá)變化的調(diào)控和信號(hào)傳導(dǎo)相互作用提供了假設(shè)。在任何加載到Cytoscape中的網(wǎng)絡(luò)中找到簇（高度相互連接的區(qū)域）。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的類型，簇的含義可能不同。例如，蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的簇已被證明是蛋白質(zhì)復(fù)合物和途徑的一部分。蛋白質(zhì)相似性網(wǎng)絡(luò)中的簇代表蛋白質(zhì)家族。

應(yīng)用管理器和應(yīng)用商店

可用于網(wǎng)絡(luò)和分子輪廓分析的App。Cytoscape是一個(gè)用Java編寫(xiě)的軟件，你可以通過(guò)編寫(xiě)Java代碼來(lái)編寫(xiě)自己的App進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、導(dǎo)入和可視化。更多的Apps可以在Cytoscape App Store中找到。你可以在App Manager中一鍵安裝大部分Apps，或者直接從App Store中安裝（這是Cytoscape 3的一個(gè)功能）。

使用說(shuō)明

1. 安裝并打開(kāi)Cytoscape（這點(diǎn)很關(guān)鍵......）

2. 導(dǎo)入蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中參考物種的蛋白互作網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)文件格式包括：TXT、SIF、GML等，在Cytoscape安裝目錄下有Sample Data，是部分網(wǎng)絡(luò)文件的示例。

本地導(dǎo)入?yún)⒖嘉锓N的蛋白互作網(wǎng)絡(luò)

Cytoscape默認(rèn)將文件第一行作為列名。如果文件第一行是基因，在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)要在Advanced Options中取消用第一行作為列名。

然后選擇每一列數(shù)據(jù)的屬性，包括Source Node、Interaction Type、Target Node、Edge Attribution、Source Attribution、Target Attribution等，同時(shí)對(duì)應(yīng)不同顏色和圖標(biāo)標(biāo)記。

導(dǎo)入后，右上部窗口內(nèi)展示蛋白互作網(wǎng)絡(luò)圖，右下部為網(wǎng)絡(luò)圖的相關(guān)節(jié)點(diǎn) (Node) 及邊 (Edge) 的數(shù)據(jù)信息。左側(cè)為導(dǎo)入的網(wǎng)絡(luò)目錄和網(wǎng)絡(luò)屬性 (Style) 設(shè)置菜單。

從公共數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得參考物種的蛋白互作網(wǎng)絡(luò)

例如要導(dǎo)入某個(gè)物種的蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)：選擇物種和想要查看的數(shù)據(jù)庫(kù)，搜索包含該物種蛋白互作網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫(kù)，導(dǎo)入數(shù)據(jù)（時(shí)間稍長(zhǎng)）。

3. 在Layout選項(xiàng)下可以選擇方便觀測(cè)的布局（默認(rèn)導(dǎo)入的布局方式為Perfuse Force Directed Layout）。

4. 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和邊的風(fēng)格 (Style)

在Style選項(xiàng)卡下Node設(shè)置中對(duì)點(diǎn)的形狀、顏色、大小等進(jìn)行設(shè)置。例如：選擇Shape為圓形、Fill Color為灰色、節(jié)點(diǎn)的高度 (Meight) 和寬度 (Width) 為50.0。

在Style選項(xiàng)卡下Edge設(shè)置中對(duì)邊的形狀、顏色、大小等進(jìn)行設(shè)置。例如，將連線的顏色設(shè)置為藍(lán)色，同時(shí)設(shè)置到Target方向的箭頭同樣為藍(lán)色。

5. 導(dǎo)入差異表達(dá)基因及其屬性列，映射到互作網(wǎng)絡(luò)中作為各節(jié)點(diǎn)的拓?fù)湫再|(zhì)。

6. 根據(jù)上下調(diào)基因 (up/down) 標(biāo)示網(wǎng)絡(luò)，定義上調(diào)基因 (up) 為紅色，下調(diào)基因 (down) 為藍(lán)色。

7. 導(dǎo)出數(shù)據(jù)

導(dǎo)出圖像Export Network as Graphics。

可導(dǎo)出數(shù)據(jù)面板中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、邊和整體網(wǎng)絡(luò)的信息。

在彈出窗口編輯導(dǎo)出文件名。

怎么畫(huà)互作網(wǎng)絡(luò)圖

第一，安裝cytoscape軟件。軟件安裝比較簡(jiǎn)單，這里就不展開(kāi)贅述了。

第二，把要畫(huà)圖的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。假設(shè)，我在吉賽生物做了circRNA測(cè)序，篩選到了一些表達(dá)差異的circRNA分子，想要把要研究的circRNA及其靶向miRNA，挑選出來(lái)做網(wǎng)絡(luò)圖。

我們會(huì)拿到2個(gè)表格，circRNA-miRNA線屬性（netedges）和點(diǎn)(nodes)屬性的表：

第三，先把靶向關(guān)系netedges表格導(dǎo)入cytoscape：

再把設(shè)為miRNA源（sourse）節(jié)點(diǎn)，circRNA設(shè)為靶(target)節(jié)點(diǎn)：

然后點(diǎn)擊OK，導(dǎo)入數(shù)據(jù)，生成初步的網(wǎng)絡(luò)圖：

接下來(lái)，大家就可以對(duì)它進(jìn)行美化了。一般是通過(guò)設(shè)置點(diǎn)的不同顏色和形狀、大小等來(lái)標(biāo)注circRNA的表達(dá)情況，和與哪些miRNA結(jié)合。

第四，先把nodes表格作為Table導(dǎo)入，把各個(gè)點(diǎn)的屬性導(dǎo)入：

然后，在Style選項(xiàng)卡設(shè)置想要的風(fēng)格，如把表達(dá)上調(diào)的circRNA標(biāo)為紅色，表達(dá)下調(diào)的標(biāo)為綠色，miRNA是預(yù)測(cè)的，用藍(lán)色標(biāo)識(shí)；則在Fill Color按照attribute進(jìn)行調(diào)整。或者是可以點(diǎn)選某個(gè)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。

網(wǎng)絡(luò)圖美化

Step1:導(dǎo)入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)至少有三行

其中第列行和第二列為基因名稱（SNP名稱），第三列為權(quán)重。在同一行中表示第一列和第二列相互作用，而且權(quán)值為第三列的數(shù)據(jù)，如下圖，第一列選source 第二列選target，第三列選edge attribute。

step2：導(dǎo)入進(jìn)來(lái)后自動(dòng)畫(huà)出圖如下

step3：將上圖進(jìn)行美化

style選項(xiàng)卡里選擇自己虛幻的樣式

step4：改變節(jié)點(diǎn)大小作為權(quán)重，節(jié)點(diǎn)的連通度越高，節(jié)點(diǎn)越大

（1）首先，計(jì)算節(jié)點(diǎn)的連通度：Tools--Network Analyzer---Network Analysis--Analyze Network---treat the network as undirected

我們只保存name和degree這兩列

將這兩行內(nèi)容復(fù)制到EXCEL中，EXCEL中選中第一列，選擇數(shù)據(jù)--刪除重復(fù)項(xiàng)

將此表格導(dǎo)入cytoscape,

Tools--Network Analyzer---Network Analysis-----Generate Style from Statistics

可進(jìn)行如下設(shè)置：值越小點(diǎn)越小，值越小邊越細(xì)

到此為止，觀察可見(jiàn)，連通度越大則點(diǎn)越大

（2）點(diǎn)擊上方的view---show graphic details;則可顯示節(jié)點(diǎn)的標(biāo)簽

（3）將節(jié)點(diǎn)調(diào)整成我們想要的顏色

column選擇Degree，Mapping Type選擇Continuous Mapping，點(diǎn)擊剪頭所指的地方即可重新設(shè)置顏色

點(diǎn)擊左邊剪頭所指的下指剪頭即可調(diào)整顏色

如圖所示，即可將節(jié)點(diǎn)的顏色調(diào)整好

step5：調(diào)整邊，不同顏色表示的權(quán)重不同

進(jìn)行如圖所示的設(shè)置

如圖，我們將節(jié)點(diǎn)和邊的大小和顏色設(shè)置好了

step6：對(duì)個(gè)別頂點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置：

點(diǎn)擊圖中將要設(shè)置的頂點(diǎn)即選中，按住shift鍵連續(xù)點(diǎn)擊即可選擇多個(gè)頂點(diǎn)。

點(diǎn)擊style選項(xiàng)卡中剪頭根部的地方，即可對(duì)選中的節(jié)點(diǎn)重新設(shè)置顏色。

最終結(jié)果如下圖所示：

更新日志

Cytoscape 3.8是Cytoscape桌面版，更新了用戶界面和渲染引擎。

更快的渲染速度

提高了渲染性能，并優(yōu)化了與大型網(wǎng)絡(luò)的交互。Cytoscape現(xiàn)在為多達(dá)10,000個(gè)節(jié)點(diǎn)和3,000,000條邊的網(wǎng)絡(luò)提供了交互式用戶體驗(yàn)。

新的面板選項(xiàng)

你的Cytoscape工作空間現(xiàn)在可以通過(guò)新的工作空間面板系統(tǒng)來(lái)定制你的可用屏幕空間。面板現(xiàn)在可以最小化，設(shè)置為浮動(dòng)，或?？吭诠ぷ骺臻g中。

自定義工具欄

您現(xiàn)在可以選擇項(xiàng)目何時(shí)出現(xiàn)在工具欄中，減少雜亂無(wú)章的情況，并讓您快速訪問(wèn)最常用的工具。

更新的分析器應(yīng)用程序

網(wǎng)絡(luò)分析器的核心應(yīng)用程序已經(jīng)重新設(shè)計(jì)。改進(jìn)了用戶界面，并增加了對(duì)Cytoscape自動(dòng)化的支持，以便于從腳本和分析工作流中訪問(wèn)。

標(biāo)簽重新定位工具

現(xiàn)在可以在網(wǎng)絡(luò)視圖中快速直觀地定位標(biāo)簽。

CyBrowser JavaFX更新

CyBrowser，Cytoscape 的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器，已經(jīng)更新為使用 JavaFX 13。CyBrowser現(xiàn)在與現(xiàn)代網(wǎng)頁(yè)和應(yīng)用程序有更大的兼容性。

支持Java 11

Cytoscape與Java 11兼容，與最新的Java支持保持一致。Cytoscape 捆綁了一個(gè) AdoptOpenjdk JVM。

CyNDEx-2更新

CyNDEx-2已更新為支持Swing用戶界面，顯著減少了啟動(dòng)時(shí)間并提高了穩(wěn)定性。

CX支持更新

對(duì)CX數(shù)據(jù)交換格式的支持不斷完善，促進(jìn)了Cytoscape桌面和其他生態(tài)系統(tǒng)組件之間網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。