KEGG通路图上的“高亮”区域：如何找到紊乱的核心代谢通路？

KEGG概览

（1）KEGG介绍

KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)是京都基因与基因组百科全书，是一个整合了基因、代谢物、疾病等多类信息的综合性数据库。KEGG通路图是该数据库的核心工具，以图形化方式直观展示了生物体内基因/蛋白、化合物之间的相互作用网络，如代谢反应的流程、信号传递的路径、疾病相关的分子机制等。

网址：https://www.kegg.jp/kegg/

（2）数据库的核心用途

KEGG的知识库和网站功能会不定期更新，最新版本为Release 117.0（更新于January 1,2026），确保用户获取的信息时效性。

它包含16个子数据库，涵盖代谢通路、基因信息、化合物、酶、药物等多个领域，不过最常用的功能还是KEGG PATHWAY的查询与分析。

（3）KEGG PATHWAY通路介绍

KEGG Pathway数据库将生物代谢通路划分为7个A级分类，分别是：

①新陈代谢（Metabolism）

②遗传信息处理（Genetic Information Processing）

③环境信息处理（Environmental Information Processing）

④细胞过程（Cellular Processes）

⑤生物体系统（Organismal Systems）

⑥人类疾病（Human Diseases）

⑦药物开发（Drug Development）

每个A级分类下又细分为B级（共50种子功能）、C级（具体代谢通路图）和D级（通路图的注释信息）。平时在生信分析结果中看到的通路名称，大多是C级通路。

KEGG Pathway的5个核心小类：

这5个小类对应不同的前缀，功能和图形特征各有区别，具体如下：

• map：手工绘制的参考通路图（唯一手工绘制类型），框无填充色。代谢相关通路中，方框链接基因、对应酶及反应；非代谢通路中，方框仅链接基因，且关联KO、EC和反应条目。

• ko：突出KO（KEGG 基因标识符）的参考通路图，框填充浅紫色。不同物种间功能相同的基因KO号一致，方框仅链接对应基因。

• ec：突出 EC 编号（国际酶学委员会给酶的统一编号，如3.1.3.10 对应葡萄糖-1-磷酸酶）的参考代谢通路图，框填充蓝色，方框仅链接相关酶。

• rn：突出反应的参考代谢通路图，框填充蓝色，方框仅链接该节点参与的反应、反应物及反应类型。

• org：物种特异的通路图，前缀为物种缩写（如人类hsa、小鼠 mmu），框填充绿色（无填充色表示该物种无此基因），方框链接该物种的对应基因信息。

实操指南：手把手教你用KEGG

1、打开KEGG信号通路官网

2、选择“KEGG PATHWAY”点击，然后进入PATHWAY子数据库界面

3、在搜索栏中输入所需“查询的基因”或“信号通路名称”，例如: 输入“Wnt”，首先点击“Organism”会出现物种选择界面，选择指定的物种，然后再通路检索框内填写Wnt通路，点击“GO”即可。

4、 点击“map04310”后，会出现这条通路的所有基本信息。其中最重要的是“Pathway map”，在“pathway map”处找到蓝色标记map04310，点击进入通路图谱就可以查看Wnt信号通路。

KEGG PATHWAY: Wnt signaling pathway - Reference pathway

5、KEGG通路网络图解读

初次浏览KEGG信号通路数据库时，许多人往往会被图谱上错综复杂的节点、密集的箭头指向以及繁复的上下游分支结构所困扰，一时之间难以确定从何处着手进行分析。事实上，在富集分析结果中常见的那些被标注为红蓝高亮的通路图，正是基于这些原始图谱，通过将差异数据映射至相应节点上生成的。

其中，附图中的标记含义如下：

蛋白质与蛋白质之间的互作关系：

KEGG图中（KEGG图从上往下看）就展示了经典Wnt通路（Wnt/β-Catenin）以及其中两种非经典Wnt信号通路（Wnt/PCP（平面的细胞极性途径）和Wnt/Ca2+（Wnt/钙离子））。重点关注经典的Wnt通路，即下面这个模样：

通路图的局限性：KEGG通路图仅能展示分子的上下游关系及调控方式，具体机制（如Akt通过磷酸化FOXO的哪个位点抑制其入核）需进一步检索相关文献确认。