一文教您如何轻松绘制Circos图——环形热图
2021-11-25 来源:本站 点击次数:2909圈图在生信分析可视化中十分常见，而circos软件的使用较为复杂，在这里分享R包「circlize」[1]的circos.heatmap函数，用于绘制环形热图。
该包的详细说明文件见：https://jokergoo.github.io/circlize_book/book/introduction.html#principle-of-design
无脑复制代码绘图
```
##代码1（标准化圈图）
##安装包
install.packages("dendextend","circlize","openxlsx")
##加载包
library(circlize)
library(dendextend)
library(openxlsx)
##读入数据
mat1 <- read.xlsx("C:\\Users\\user\\Desktop\\工作空间\\热图\\data.xlsx")##读入xlsx表
#((C:\\Users\\xyf\\Desktop\user\工作空间\\热图\\data.xlsx）替换为你的数据的路径）
row.names(mat1)<-mat1[,1]#修改行名
mat1<-mat1[,-1]##删除第一列，使之变为数字矩阵，绘图的数据要求为矩阵（也就是单一类型的数据矩阵，这里全为数字）
##绘图
col_fun1 = colorRamp2(c(-2, 0, 2), c("blue", "white", "red"))##设置热图颜色
column_od = hclust(dist(t(mat1)))$order #对列聚类
circos.par(gap.after = c(10))##为添加列名留出空间
circos.heatmap(mat1[, column_od], ##将列聚类后重新排序的矩阵
col = col_fun1, ##设置颜色
dend.side = "inside",##树状图在圈内
rownames.side = "outside",##行名在圈外
dend.track.height = 0.2,
dend.callback = function(dend, m, si) {
# when k = 1, it renders one same color for the whole dendrogram
color_branches(dend, k = 4, col = 2:5)##对树状图进行着色
}
)
circos.track(track.index = 2, ##将列名添加在第二个轨道（就是热图所在的环形轨道）
panel.fun = function(x, y) {
if(CELL_META$sector.numeric.index == 1) { # the last sector
cn = colnames(mat1[, column_od])##取得列名
n = length(cn)
circos.text(rep(CELL_META$cell.xlim[2], n) + convert_x(1, "mm"), ##x轴坐标
1:n - convert_y(0.5, "mm"), ##y轴坐标
cn, ##输入要展示的列名
cex = 0.25, ##列名的大小
adj = c(0, 0.5),
facing = "inside")
}
}, bg.border = NA)
circos.clear()
```
细致讲解
第一步：准备输入数据。
一般用热图展示基因在样本中的表达变化，代码中data.xlsx为输入文件，格式图1。
图1
第二步：安装软件（R和Rstudio）和包（"dendextend","circlize","openxlsx"）。
从这两个网址https://cran.r-project.org/bin/windows/base/R-4.1.2-win.exe和https://download1.rstudio.org/desktop/windows/RStudio-2021.09.1-372.exe(复制到浏览器即可打开)下载软件，直接双击安装，所有选项默认。
用下面的代码2安装三个包。
```
##代码2
##安装分析包
install.packages("dendextend","circlize","openxlsx")
##加载包
library(circlize)
library(dendextend)
library(openxlsx)
```
第三步：代码参数调整。
1> 修改颜色，使用代码3，结果见图2。颜色编号("#26B9CB", "#FFFFFF", "#B72865")可以在该网址：https://htmlcolorcodes.com/ 随意选择。
```
##代码3
col_fun1 = colorRamp2(c(-2, 0, 2), c("#26B9CB", "#FFFFFF", "#B72865"))##设置热图颜色
column_od = hclust(dist(t(mat1)))$order #对列聚类
circos.par(gap.after = c(10))##为添加列名留出空间
circos.heatmap(mat1[, column_od], ##将列聚类后重新排序的矩阵
col = col_fun1, ##设置颜色
dend.side = "inside",##树状图在圈内
rownames.side = "outside",##行名在圈外
dend.track.height = 0.2,
dend.callback = function(dend, m, si) {
# when k = 1, it renders one same color for the whole dendrogram
color_branches(dend, k = 4, col = 2:5)##对树状图进行着色
}
)
circos.track(track.index = 2, ##将列名添加在第二个轨道（就是热图所在的环形轨道）
panel.fun = function(x, y) {
if(CELL_META$sector.numeric.index == 1) { # the last sector
cn = colnames(mat1[, column_od])##取得列名
n = length(cn)
circos.text(rep(CELL_META$cell.xlim[2], n) + convert_x(1, "mm"), ##x轴坐标
1:n - convert_y(0.5, "mm"), ##y轴坐标
cn, ##输入要展示的列名
cex = 0.25, ##列名的大小
adj = c(0, 0.5),
facing = "inside")
}
}, bg.border = NA)
circos.clear()
```
图2
2> 修改文字的大小（rownames.cex）。字体（rownames.font）和颜色（rownames.col），使用代码4，结果见图3。
```
##代码4
col_fun1 = colorRamp2(c(-2, 0, 2), c("#26B9CB", "#FFFFFF", "#B72865"))##设置热图颜色
column_od = hclust(dist(t(mat1)))$order #对列聚类
circos.par(gap.after = c(15))##为添加列名留出空间
circos.heatmap(mat1[, column_od], ##将列聚类后重新排序的矩阵
col = col_fun1, ##设置颜色
dend.side = "inside",##树状图在圈内
rownames.side = "outside",##行名在圈外
rownames.col = 1:nrow(mat1) %% 10 + 1,##行名添加颜色
rownames.cex = runif(nrow(mat1), min = 0.3, max = 2),##行名的大小
rownames.font = 1:nrow(mat1) %% 4 + 1,##行名字体
dend.track.height = 0.2,
dend.callback = function(dend, m, si) {
# when k = 1, it renders one same color for the whole dendrogram
color_branches(dend, k = 4, col = 2:5)##对树状图进行着色
}
)
circos.track(track.index = 2, ##将列名添加在第二个轨道（就是热图所在的环形轨道）
panel.fun = function(x, y) {
if(CELL_META$sector.numeric.index == 1) { # the last sector
cn = colnames(mat1[, column_od])##取得列名
n = length(cn)
circos.text(rep(CELL_META$cell.xlim[2], n) + convert_x(1, "mm"), ##x轴坐标
1:n - convert_y(0.5, "mm"), ##y轴坐标
cn, ##输入要展示的列名
cex = 0.25, ##列名的大小
adj = c(0, 0.5),
facing = "inside")
}
}, bg.border = NA)
circos.clear()
```
