Delta2D 和 Proteomweaver：兩款2-DE分析工具的性能評估

電泳學(xué)雜志《Electrophoresis》于2010年31卷發(fā)表了一篇Decodon公司的2-DE（2D凝膠電泳）分析軟件Delta2D (D2D)與另一款同類分析軟件Proteomweaver (PW)性能比較的文章，題目是：《Delta2D 和 Proteomweaver：兩款2-DE分析工具的性能評估》。主要內(nèi)容如下：

 

 

Delta2D and Proteomweaver: Performance evaluation of  two different

approaches  for 2-DE analysis

 

Electrophoresis 2010,  31, 1311–1317

 

Renato Millioni1、Manuela Miuzzo2、Stefano Sbrignadello、Ellen  Murphy11,3、Lucia  Puricelli1、Andrea Tura3、Elisa  Bertacco1、Marcello Rattazzi1、Elisabetta Iori1、Paolo Tessari1

 

2-DE（2D凝膠電泳）是研究蛋白質(zhì)組的重要手段。然而，盡管2-DE技術(shù)能夠同時高效分離多個蛋白質(zhì)，但該技術(shù)的不足之處在于重復(fù)性差，特別是在比較不同實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時尤為明顯。2-DE電泳產(chǎn)生差異的原因主要可分為兩類：實(shí)驗(yàn)過程中造成的和實(shí)驗(yàn)后造成的。實(shí)驗(yàn)過程中差異的出現(xiàn)主要是由物理和化學(xué)參數(shù)決定的；而實(shí)驗(yàn)后造成差異的主要原因是使用不同的分析軟件，特別是工作程序的不同。用于分析2-DE的軟件很多，對凝膠圖像的識別與處理方式各不相同；目前為止尚未有相關(guān)研究說明這些分析軟件在2-DE分析過程中的優(yōu)劣。在Electrophoresis 的這篇文章里面，意大利Padua大學(xué)的Renato Millioni等人利用Delta2D(D2D) 和 Proteomweaver(PW)兩套軟件對相同的凝膠圖像（標(biāo)準(zhǔn)凝膠、實(shí)驗(yàn)?zāi)�膠圖像）進(jìn)行分析比較，結(jié)果顯示：對于標(biāo)準(zhǔn)凝膠圖像，比起PW來，D2D的錯漏數(shù)低50%、假陽性數(shù)低77%、陽性正確率高19%，并且斑點(diǎn)匹配率高4%；在實(shí)驗(yàn)?zāi)�膠圖像的比較中發(fā)現(xiàn)D2D要比PW節(jié)省30%的時間，并且人為參與的部分更少。

 

軟件：Proteomweaver  version  3.0(Bio-Rad, CA, USA)  ，Delta2D  version  4.0  (Decodon, Greifswald,  Germany)

 

凝膠圖像：

標(biāo)準(zhǔn)凝膠：a和b(共18個圖片來自：)

實(shí)驗(yàn)?zāi)�膠圖像：來自Padua大學(xué)的Renato Millioni實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)?zāi)�膠圖像，共兩組（組A，組B，如圖1）

圖像變形：通過對軟件相關(guān)參數(shù)的設(shè)置模擬凝膠在實(shí)驗(yàn)過程中因各種物理化學(xué)參數(shù)產(chǎn)生的凝膠變形。

圖1：來自Padua大學(xué)的Renato Millioni實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)?zāi)�膠圖像

 

 

分析結(jié)果：

圖2：利用D2D 和 PW對標(biāo)準(zhǔn)凝膠a和b斑點(diǎn)檢測。假陽性(False positive)、錯漏（False negative）和陽性（True positive）斑點(diǎn)數(shù)以人工計(jì)數(shù)結(jié)果的百分比表示。

 

由圖2可見，凝膠 (a),  D2D和PW檢測到的陽性斑點(diǎn)數(shù)分別97 是74%,  錯漏數(shù)分別是 2.5和26% ，假陽性數(shù)分別是 33和38% ； 凝膠 (b), D2D和PW檢測到的陽性斑點(diǎn)數(shù)分別96和83%,錯漏數(shù)分別是4和16%假陽性數(shù)分別是2 和28% 。

 

 

 

 

圖3：標(biāo)準(zhǔn)凝膠a和b與其相對應(yīng)的變形凝膠匹配結(jié)果。以不匹配斑點(diǎn)數(shù)百分比對凝膠變形程度作圖。

 

由圖3可見，隨著凝膠變形程度的加劇，PW軟件分析結(jié)果的匹配率明顯下降，而D2D軟件分析結(jié)果的匹配率確非常恒定，并且高達(dá)99%。

 

 

圖4：以D2D和PW兩種方法得到的校準(zhǔn)分析數(shù)據(jù)的差值對其兩組校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的平均值作Bland-Altman圖。水平虛線表示平均差及1.96倍的平均差的標(biāo)準(zhǔn)差。

 

在分析實(shí)驗(yàn)?zāi)�膠時，筆者人工核對確認(rèn)了兩組凝膠組中的145(A)和120(B)個蛋白斑點(diǎn)。為了使D2D和PW獲得的分析結(jié)果可比較，以蛋白斑點(diǎn)的豐度作為校正標(biāo)準(zhǔn)，求得處理過的凝膠/校準(zhǔn)凝膠上相對應(yīng)的蛋白斑點(diǎn)豐度比值作為最終比較的數(shù)據(jù)。

以D2D和PW兩種方法得到的校準(zhǔn)分析數(shù)據(jù)的差值對其兩組校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的平均值作Bland-Altman圖，發(fā)現(xiàn)A樣品中，有91.7%的點(diǎn)落在置信區(qū)間內(nèi)。B樣品中有83%的點(diǎn)落在置信區(qū)間內(nèi)。說明D2D和PW兩種軟件的分析數(shù)據(jù)具有可比較性。也說明以上的比較結(jié)果是可信的。

 

 

以上數(shù)據(jù)顯示，D2D比起PW準(zhǔn)確率更高、人為參與少、時間消耗少。這些優(yōu)點(diǎn)使得D2D作為2-DE的分析工具所得數(shù)據(jù)更具可靠性。

 

 

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