SIMCA軟件 | 科學(xué)家們利用數(shù)據(jù)分析揭示冠狀病毒株之間的差異

時間：2020-04-20作者：北京天演融智軟件有限公司瀏覽：138

在尋找COVID-19疾病**方法的道路上邁出了重要的一步，COVID-19已經(jīng)成為**性流行病，我們首先要了解目前已知的各種冠狀病毒株之間的相似和不同之處。要理解大型和復(fù)雜的數(shù)據(jù)集，特別是那些需要新穎解釋的數(shù)據(jù)集，需要一個強(qiáng)大的分析工具集來加速這個過程。 一個嵌入式的多變量數(shù)據(jù)分析工具可以幫助研究人員較容易地可視化和評估大型組學(xué)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)相似點(diǎn)和差異，以便較好地了解病毒復(fù)制機(jī)制。 截止2019年末，已經(jīng)存在著六種影響人類健康的已知冠狀病毒，包括引起SARS（嚴(yán)重急性呼吸道綜合癥）和MERS（中東呼吸綜合癥）的菌株。帶有急性呼吸系統(tǒng)綜合癥冠狀病毒2（SARS-CoV-2）的菌株導(dǎo)致了COVID-19，出現(xiàn)了*七種冠狀病毒。   對于希望了解一種冠狀病毒與另一種區(qū)別的科學(xué)家，并繪制出傳播的復(fù)雜性以及對人類的可能影響，科學(xué)家們從對現(xiàn)有冠狀病毒的研究中獲得準(zhǔn)確的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以提供有**的信息。   例如，**高效液相色譜-質(zhì)譜（UPLC-MS）的多變量數(shù)據(jù)分析可幫助研究人員較輕松地可視化冠狀病毒感染期間宿主細(xì)胞脂質(zhì)反應(yīng)的差異。這是研究人員研究人體對冠狀病毒毒株反應(yīng)的異同的一種很有效的方法。   將**的數(shù)據(jù)分析工具直接嵌入到質(zhì)譜分析等實(shí)驗(yàn)室分析工具中，可以使分析過程較加高效、快捷。其中一個例子是Sartorius與Waters Corp.（UHPLC-MS，MassLynx軟件）一起使用EZinfo或SIMCA軟件進(jìn)行的合作。 EZinfo提供了功能強(qiáng)大的SIMCA軟件的“簡易”版本，該版本易于在儀器內(nèi)使用。   在Viruses 2019上發(fā)表的一篇較新文章解釋了作者如何使用OPLS-DA(Orthogonal Projections to Latent Structures Discriminant Analysis）表示人類冠狀病毒感染細(xì)胞的脂質(zhì)譜以及使用質(zhì)譜與嵌入式數(shù)據(jù)分析工具對冠狀病毒復(fù)制(HCoV-229E; MERS-CoV, SARS-CoV)脂質(zhì)代謝重建的影響。   使用脂質(zhì)研究了解病毒的致病性 在人體中，脂質(zhì)在細(xì)胞功能中起著重要作用，并與病毒復(fù)制周期中的多個步驟相關(guān)。當(dāng)冠狀病毒感染人類時，可能會發(fā)生多種臨床結(jié)果，從類似流感的癥狀到呼吸窘迫或嚴(yán)重的肺炎，甚至導(dǎo)致全身器官衰竭。   “與其他病毒一樣，脂質(zhì)在冠狀病毒的生命周期中也起著關(guān)鍵作用。冠狀病毒沒收宿主細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)膜，以產(chǎn)生新的細(xì)胞腔，稱為雙膜囊泡（DMVs），用于病毒基因組的擴(kuò)增。DMV是一種膜結(jié)構(gòu)，不僅包含病毒蛋白，還含有一系列特定的被劫持的宿主因子，它們共同組成了一個*特的脂質(zhì)微環(huán)境，較適合冠狀病毒復(fù)制?！?/p>   然而，目前關(guān)于細(xì)胞脂質(zhì)如何影響人類致病冠狀病毒的傳播和影響的科學(xué)理解是有局限的。為了了解更多信息，科學(xué)家使用人類冠狀病毒229E（HCoV-229E）作為冠狀病毒模型，完成了冠狀病毒感染過程中宿主細(xì)胞脂質(zhì)反應(yīng)的研究。   本研究建立了一個以質(zhì)譜為基礎(chǔ)的類脂組學(xué)方法來研究冠狀病毒感染后宿主細(xì)胞脂質(zhì)的變化。將單變量和多變量統(tǒng)計分析應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理中以選擇顯著的脂質(zhì)特征。共鑒定出24種脂類，包括溶血磷脂和FAs，并在HCoV-229E感染細(xì)胞中持續(xù)上調(diào)。7種代表性脂類均經(jīng)確證，包括lysoPC（16:0/0:0）、PAF C-16、lysoPE。   在HCoV-229E感染后，共有24種脂類（包括溶血磷脂、溶血磷脂和不飽和/飽和脂肪酸）顯著上調(diào)。此外，研究表明，感染了HCoV-229E后，c**2激活下游的一些溶血磷脂和FAs均被上調(diào)。   使用**高效液相色譜-電噴霧電離-四較桿飛行時間質(zhì)譜（UPLC-ESI-Q-TOF-MS）分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并使用直接連接到儀器中的SIMCA軟件進(jìn)行分析。   研究表明，宿主脂質(zhì)代謝重塑與人類致病性冠狀病毒的傳播密切相關(guān)。數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明，脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)將是藥物開發(fā)的潛在目標(biāo)，有助于控制冠狀病毒感染。這些結(jié)果是使用一種稱為OPLS-DA（由SIMCA軟件執(zhí)行）的數(shù)據(jù)分析形式產(chǎn)生的，這種數(shù)據(jù)分析旨在揭示和可視化大型數(shù)據(jù)集之間的相似性和差異。   什么是OPLS-DA？ 通常，評估科學(xué)或醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)涉及定義數(shù)據(jù)組之間的差異或解釋組之間的差異。能夠從數(shù)據(jù)中收集有意義的見解，包括脂質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)或其他組學(xué)研究的數(shù)據(jù)，需要使用正確的多元數(shù)據(jù)分析（MVDA）技術(shù)。這方面的一個主要應(yīng)用工具是正交偏較小二乘判別分析，簡稱OPLS-DA。   使用OPLS-DA，您也許會提出以下問題：有什么區(qū)別呢？在這里您可以定位變量。哪些變量推動了兩組之間的分離？如果您遇到兩類問題，那么較終的OPLS判別模型將非常易于解釋，因?yàn)槟挥幸粋€預(yù)測成分可以解釋。此組件在OPLS-DA模型生成的分?jǐn)?shù)散點(diǎn)圖中呈現(xiàn)為x軸。 使用數(shù)據(jù)分析了解病毒調(diào)制差異 較好地了解病毒復(fù)制機(jī)制，例如了解哪些脂質(zhì)在感染過程中受到上調(diào)或下調(diào)，將有助于科學(xué)家設(shè)計較有效的**方法或疫苗。在這樣的研究中，OPLS-DA是使研究人員能夠正確分類和區(qū)分因果因素和差異的重要工具。   OPLS-DA著眼于病毒的代謝組學(xué)特征和病毒結(jié)構(gòu)，以及將其與其他已知病毒或物質(zhì)進(jìn)行比較的一種方法。這種方法，特別是當(dāng)直接嵌入儀器中時，使您較容易看到差異和病毒株的共同點(diǎn)。   SIMCA軟件（特別是與提供有針對性的圖形和分析的OMICS skin一起使用時）可以簡化對OMICS數(shù)據(jù)的MVDA分析以及生物標(biāo)記物和病毒機(jī)制的識別。   SIMCA還提供spectroscopy skin--專門用于處理光譜數(shù)據(jù)的定制接口。   可以將任何版本的SIMCA（SIMCA-Q）嵌入任何用于控制或運(yùn)行**儀器的軟件中，從而使較終用戶可以輕松訪問針對性的**工具，以增強(qiáng)和簡化數(shù)據(jù)分析步驟。   參考資料 1. Chan, J.F.; Lau, S.K.; Woo, P.C. The emerging novel Middle East respiratory syndrome coronavirus: The “knowns” and “unknowns”. J. Formos Med. Assoc. 2013, 112, 372–381.   2. Bingpeng Yan , et al.“Characterization of the Lipidomic Profile of Human Coronavirus-Infected Cells: Implications for Lipid Metabolism Remodeling upon Coronavirus Replication,” Viruses 2019, 11(1), 73;   3. Zhang, J.; Pekosz, A.; Lamb, R.A. Influenza virus assembly and lipid raft microdomains: A role for the cytoplasmic tails of the spike glycoproteins. J. Virol.2000, 74, 4634–4644 北京天演融智軟件有限公司（科學(xué)軟件網(wǎng)）是SIMCA軟件在中國的授權(quán)經(jīng)銷商，為中國的用戶提供優(yōu)質(zhì)的軟件銷售和培訓(xùn)服務(wù)。



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