Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Институт биомедицинских систем и биотехнологий
Кафедра Биофизики
«Статистическая обработка данных биологических объектов»
Выполнила |
|
студентка гр.4741204/50201 |
Е.С. Ведешкина |
Руководитель |
|
доцент, к. ф.-м. н. |
С.В. Божокин |
Санкт-Петербург
2025
Получение данных и их организация
Рис 1. Пример таблицы для обсчета клеток и маркеров нейровоспаления
Рис 2. Общее число клеток в головном мозге крыс |
Рис 3. Маркеры нейровоспаления |
|
экспрессирующиеся на клетках головного мозга крыс |
||
|
Рис 4. Пример таблицы для обсчета клеток и маркеров нейровоспаления с процентным 
соотношением маркеров к общему числу клеток
Получение процента клеток экспрессирующих маркеры воспаления: P = |
|
где, |
||
|
BLUE – общее число клеток. |
|||
|
|
|
|
RED - маркеры нейровоспления; |
Получение среднего отражающее уровень нейровоспаления в |
= |
1 |
|
где, |
|
|
∑ (1) |
n − их число. |
|
выбранной области: |
´ |
|
|
− отдельные наблюдения; |
|
|
|||
|
|
=1 |
|
|
Построение box-plot
Характеристика разброса данных относительно среднего значения:
Значение, ниже которого лежит 25% данных:
Делит упорядоченные данные пополам:
Значение, выше которого лежит 25% данных:
Усы представляют диапазон «нормальных» значений, вычисляемый по правилам Тьюки:
-дисперсия;
- стандартное отклонение. |
Чем больше s, тем сильнее варьируются данные. |
|
Q1
=0.25×(n+1)
M = (n+1) ×0.5
Q1
=0.75×(n+1)
LW = |
|
Рис 5. Пример таблицы с встроенными |
|
|
|
UWmax(min(x),= |
Q1−1.5 IQR) |
формулами для построения box-plot |
|
||
min(max(x), |
Q3+1.5 IQR) |
) = Q3−Q1 |
IQR ( |
|
|
где |
|
|
межквартильный размах
Рис 6. Анатомия ящика с усами (box-plot) на примере реальных данных.
Статистический анализ
Непараметрические критерии Манна–Уитни (U test)
Для малых выборок: |
|
где, |
|||||
|
количество наблюдений в первой группе; |
||||||
|
|
|
|
1 ( 1 +1) |
|
||
= |
|
|
+ |
− |
количество наблюдений во второй группе; |
||
1 |
2 |
сумма рангов для первой группы; |
|||||
|
2 |
|
1 |
||||
|
|
|
|
|
|
статистика Манна–Уитни, показывающая степень отличия |
|
групп.
p-value — это вероятность получить такие же или ещё более выраженные различия между группами только случайно, если нулевая гипотеза (H ) верна.
H : «Между группами нет реального различия по проценту клеток, окрашенных на маркер воспаления».
Если p < 0.05: различия
статистически |
значимы; |
|
маловероятно, |
что |
такой |
результат получен случайно; |
||
мы отвергаем H . |
|
|
Если p ≥ 0.05: различия не |
||
значимы; они |
могут |
быть |
объяснены |
случайными |
|
колебаниями; |
мы |
не |
отвергаем H . |
|
Рис 7. Пример таблицы данных обработанных в программе Statistica. |
Рис. 8. Процентное сравнение экспрессии CD38 в энторинальной коре, гиппокампе и миндалине
Результаты: Процент CD157-экспрессирующих клеток был значимо (р=0,008) снижен в энторинальной коре животных с моделью стресса раннего периода жизни (24,2±3,8%) в сравнении с контролем (40,3±3,9%) и увеличен в базолатеральной миндалине при СРПЖ (36,5±4,1%), в отличие от контрольных животных (22,7±4,3%).
В энторинальной коре выявлено снижение CD157, потенциально связанное с нарушением клеточной адгезии, пластичности и когнитивных функций. В миндалине, повышение экспрессии CD157 способствует формированию устойчивых тревожных реакций.
В гиппокампе можно предположить нарушение синаптогенеза при отсутствии изменений экспрессии НАД- гликогидролаз CD157. Мозг со СРПЖ характеризуется снижением нейрогенеза в гиппокампе.