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：199

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*地可視化和評估大型組學(xué)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)相似點和差異，以便較好地了解病毒復(fù)制機制。 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)譜分析等實驗室分析工具中，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軟件進行的合作。 EZinfo提供了功能強大的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胞的細胞內(nèi)膜，以產(chǎn)生新的細胞腔，稱為雙膜囊泡（DMVs），用于病毒基因組的擴增。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，因為您只有一個預(yù)測成分可以解釋。此組件在OPLS-DA模型生成的分數(shù)散點圖中呈現(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*看到差異和病毒株的共同點。   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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