如何使用Python绘制 DCA曲线图 使用lasso回归

DCA（Differential Co-expression Analysis）曲线是一种常见的基因共表达分析方法，可以用于评估基因共表达关系的生物学意义。而 Lasso 回归方法则可以对基因共表达网络进行建模和分析。下面是使用 Python 绘制 DCA 曲线图并使用 Lasso 回归的示例代码：

首先，需要导入必要的库和数据集。

import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.linear_model import Lasso
from sklearn.preprocessing import StandardScaler

# 读取数据集
data = pd.read_csv('gene_expression.csv')
genes = data.columns[1:]
samples = data.iloc[:, 0]
X = data.iloc[:, 1:].values

其中，数据集 `gene_expression.csv` 包含了基因表达的数据，其中每一行表示一个样本，每一列表示一个基因，数据的值为基因表达水平。`genes` 是基因的名称，`samples` 是样本的名称，`X` 是基因表达数据。

接下来，需要计算 DCA 曲线。

# 计算 DCA 曲线
corr = np.corrcoef(X.T)
DCA = np.zeros(len(genes))
for i in range(len(genes)):
    corr_i = np.delete(corr[i], i)
    DCA[i] = np.mean(np.abs(corr_i))

其中，`corr` 是基因之间的相关系数矩阵，`DCA` 是 DCA 曲线。

然后，需要使用 Lasso 回归对基因共表达网络进行建模。

# 使用 Lasso 回归进行建模
scaler = StandardScaler()
X_scaled = scaler.fit_transform(X)
lasso = Lasso(alpha=0.1, max_iter=10000)
lasso.fit(X_scaled, DCA)
network = lasso.coef_ != 0

其中，`scaler` 是用于数据标准化的对象，`X_scaled` 是标准化后的基因表达数据，`lasso` 是 Lasso 回归模型，参数 `alpha` 是正则化强度，`network` 是基因共表达网络，表示每个基因是否在网络中。

最后，可以使用 Matplotlib 绘制 DCA 曲线图和基因共表达网络。

# 绘制 DCA 曲线
plt.plot(DCA, label='DCA')
plt.axhline(y=np.mean(DCA), color='gray', linestyle='--', label='Mean')
plt.xlabel('Gene')
plt.ylabel('DCA')
plt.legend()

# 绘制基因共表达网络
plt.figure()
plt.imshow(network.reshape(-1, 1), cmap='gray', aspect='auto')
plt.xlabel('Gene')
plt.ylabel('In network')

plt.show()

其中，第一个 `plt.plot` 函数用于绘制 DCA 曲线，第二个 `plt.axhline` 函数用于绘制曲线的平均值。第二个 `plt.figure` 函数用于新建一个图像，`plt.imshow` 函数用于绘制基因共表达网络，其中黑色表示基因在网络中，白色表示基因不在网络中。

综上所述，这就是使用 Python 绘制 DCA 曲线图并使用 Lasso 回归的完整代码。