跟着 Cell 学作图 | 5.UMAP降维分析

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跟着 Cell 学作图 | 5.UMAP降维分析

“实践是检验真理的唯一标准。”

“复现是学习R语言的最好办法。”

2021.4.12_1

DOI: 10.1016/j.cell.2020.05.032

这篇2020年发表在cell上关于新冠的组学文章里面有大量的生信内容。今天带大家复现其中的一个Supplemental Figure：UMAP降维分析图。

210421_1

本文代码及示例数据领取：后台回复“20210422”

UMAP

UMAP (Uniform Manifold Approximation and Projection) 算法是一种创新的降维流形学习算法。 来自于拓扑数据分析。可以用于类似于t-SNE的可视化，但也可以用于一般的非线性降维。文章里的这个图可以看出，sars-cov-2感染患者的血清组学数据与健康个体的组学数据得到了很好的分辨，而其他组则表现出一定程度的分离。

数据格式

210421_2

注：示例数据仅作展示用，无实际意义！

绘制

很显然，重点在于umap分析，可视化只是常见的散点图。

#------
title: "UMAP"
author: "MZBJ"
date: "2020/4/22"
#-----
# 初次使用需要安装
#install.packages("uamp")
rm(list = ls())
setwd("F:/~/mzbj/cell/2021.4.22")
# 载
library(umap)
library(ggplot2)
#导入数据，首列为行名
df <- read.csv(file = "df_umap.csv",row.names = 1) 
#生成一个不含lable列的新数据集
df_umap <- df[,colnames(df)!='label']
#按行进行标准化
df_umap <- data.frame(t(apply(df_umap,1,function(v){(v-mean(v,na.rm=T))/sd(v,na.rm=T)})),stringsAsFactors=F)
#替换NA为0
df_umap[is.na(df_umap)] <- 0
#UMAP分析
umap <- umap(df_umap,method='naive',n_neighbors = 10)
#n_neighbors 用似的局部邻域的大小(根据邻域采样点的数量)。数值越大，流形的全局视图就越多，而数值越小，保留的局部数据就越多。通常值应该在2到100的范围内。
#method 可用的方法是“naive”(用纯R编写的实现)和“umap-learn”(需要python包“umap-learn”)
# 查看降维后的结果
head(umap$layout)
#提取umap值作图用
df1 <- data.frame(umap$layout)
df1$label <- df$label #加入lavle列
colnames(df1) <- c('X','Y','label') #改个列名 不改也行

  
p <- ggplot(df1, aes(x=X, y=Y, colour=label)) + geom_point(size=4)+
  xlab(NULL)+ #不添加x y轴名称
  ylab(NULL)
p <- p + theme(  panel.grid.major = element_blank(),
                 panel.grid.minor = element_blank(),
                 legend.title=element_blank(), #图例标签隐藏
                 panel.border = element_blank(),
                 axis.line.x = element_line(color="black", size = 0.5),
                 axis.line.y = element_line(color="black", size = 0.5),
                panel.background = element_blank())
#按文章的配色改个颜色
p <- p +  scale_colour_manual(values=c("#D58F25","#882424","#7DA92E","#5A7EB3"))
p
#保存为svg格式图片
ggsave(p,filename = "umap.svg",width = 5,height = 4)

出图：

210422_3

又是一模一样哈哈~

写在后面：

本系列重在复现，所以有些细节可能讲的不是很详细。大家有问题可以后台私信，或者在我的B站：木舟笔记进行互动！制作不易，谢谢大家多多支持！

参考

1. https://github.com/lmcinnes/umap
2. https://cran.r-project.org/web/packages/umap/vignettes/umap.html

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往期内容：

跟着CELL学作图|1.火山图

跟着Cell学作图 | 2.柱状图+误差棒+散点+差异显著性检验

跟着 Cell 学作图 | 3.箱线图+散点+差异显著性检验

跟着 Cell 学作图 | 4.小提琴图