頂刊精讀 | 多尺度信號和高級別膠質(zhì)瘤的腫瘤演化

Basic Information

  • 英文標(biāo)題: Multi-scale signaling and tumor evolution in high-grade gliomas
  • 中文標(biāo)題:多尺度信號和高級別膠質(zhì)瘤的腫瘤演化
  • 發(fā)表日期:NA
  • 文章類型:Article
  • 所屬期刊:Cancer Cell
  • 文章作者:Jingxian Liu | Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium
  • 文章鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1535610824002290

Highlights

Para_01
  • 代謝組和糖蛋白組數(shù)據(jù)揭示了驅(qū)動因素的相互作用及復(fù)發(fā)標(biāo)志

  • TERTp记盒、PTEN或TERTp/EGFR的改變產(chǎn)生了類似的分子特征

  • PTPN11信號傳導(dǎo)將EGFR、PDGFR和IDH1與下游效應(yīng)物聯(lián)系起來

  • IDH突變的HGG中發(fā)現(xiàn)了低水平的缺氧特征和減少的AMPKA活性

Summary

Para_01
  1. 雖然膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)中的基因組異常已在過去十年中得到深入研究争剿,但其五年生存率仍低于5%变丧。
  2. 我們旨在通過整合蛋白質(zhì)組學(xué)剂碴、代謝組學(xué)阳柔、脂質(zhì)組學(xué)及翻譯后修飾(PTMs)與基因組和轉(zhuǎn)錄組測量,來拓展高級別膠質(zhì)瘤的分子景觀舀患,該膠質(zhì)瘤包括IDH野生型GBM和IDH突變型4級星形細(xì)胞瘤徽级,借此揭示調(diào)控腫瘤發(fā)展和演化的多尺度調(diào)節(jié)交互作用。
  3. 通過對228個腫瘤樣本(212個GBM和16個IDH突變型4級星形細(xì)胞瘤)聊浅,包括28個復(fù)發(fā)樣本餐抢,以及18個正常腦組織樣本和14個腦轉(zhuǎn)移瘤樣本作為對照進(jìn)行14種蛋白質(zhì)基因組和代謝組平臺分析,我們發(fā)現(xiàn)了在蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)層面匯聚于共同下游事件的異質(zhì)性上游改變低匙,以及在復(fù)發(fā)時(shí)蛋白-蛋白相互作用和糖基化位點(diǎn)占有率的變化旷痕。
  4. PTPN11上的反復(fù)遺傳變異和磷酸化事件映射到三維空間中的重要調(diào)控域,表明PTPN11信號通路在高級別膠質(zhì)瘤中發(fā)揮著核心作用顽冶。

Graphical abstract

Keywords

  • CPTAC; glioblastoma; glycoproteomics; tumor recurrence; lipidome; metabolome; proteomics; single nuclei RNA-seq; single nuclei ATAC-seq

Introduction

Para_01
  1. 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)和其他高級別星形細(xì)胞瘤是最常見且致命的腦腫瘤之一欺抗,盡管數(shù)十年來進(jìn)行了基因組分析,但5年生存率仍徘徊在5%以下强重。
  2. 自從2008年癌癥基因組圖譜項(xiàng)目首次對GBM基因組進(jìn)行表征以來绞呈,研究人員已投入大量努力探究基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),以尋找新的治療靶點(diǎn)间景,從而改善臨床結(jié)果佃声。
  3. 深度基因組剖析對臨床分類的貢獻(xiàn)巨大,最終導(dǎo)致了世界衛(wèi)生組織重新將IDH1或2突變腫瘤歸類為4級星形細(xì)胞瘤拱燃,而非GBM秉溉。
  4. 盡管如此,對于高級別膠質(zhì)瘤的治療進(jìn)展甚微。
  5. 鑒于靶向治療藥物很大程度上依賴于調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)功能召嘶,我們對來自200名患者的228個人類GBM和4級星形細(xì)胞瘤中的蛋白質(zhì)及翻譯后修飾(PTMs)進(jìn)行了廣泛研究父晶,旨在識別影響高級別膠質(zhì)瘤行為的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),進(jìn)而促進(jìn)能夠改變疾病進(jìn)程的小分子抑制劑的發(fā)展弄跌。
Para_02
  1. 蛋白質(zhì)基因組學(xué)甲喝,如臨床蛋白質(zhì)腫瘤分析聯(lián)盟對成人GBM2和兒童腦腫瘤的分析所示,側(cè)重于將高質(zhì)量的基因組铛只、轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組測量應(yīng)用于前瞻性獲取的大量(低百位數(shù))腫瘤樣本埠胖,以揭示可能影響細(xì)胞功能和腫瘤進(jìn)展的信號傳導(dǎo)和調(diào)控過程。
  2. 在這項(xiàng)研究中淳玩,我們將先前的結(jié)果擴(kuò)展到了一個獨(dú)立的200名患者隊(duì)列直撤,并增加了一組來自同一患者的配對原發(fā)-復(fù)發(fā)性腫瘤,以初步了解與進(jìn)展相關(guān)的蛋白質(zhì)基因組變化蜕着。
  3. 在可行的情況下谋竖,我們增加了有限的實(shí)驗(yàn),旨在驗(yàn)證IDH1變異體和PTPN11變異體對下游信號事件的關(guān)鍵觀察結(jié)果的功能有效性承匣,同時(shí)使用CODEX平臺提供了基于免疫組織化學(xué)的正交測量蓖乘,該平臺提供了與腫瘤微環(huán)境(TME)作用相關(guān)的空間信息。

Results

Para_01
  1. 我們對200名高級別膠質(zhì)瘤(HGG)患者的228個腫瘤樣本以及18個不匹配的正常腦樣本韧骗、14個腦轉(zhuǎn)移樣本和從25名縱向隊(duì)列患者在多個時(shí)間點(diǎn)采集的切除樣本進(jìn)行了蛋白質(zhì)基因組和代謝圖譜分析(圖1A和補(bǔ)充圖S1嘉抒;補(bǔ)充表S1)。
  2. 總體而言袍暴,我們生成了一個全面的數(shù)據(jù)集些侍,包括全外顯子組測序(WXS)、全基因組測序(WGS)容诬、DNA甲基化娩梨、miRNA、mRNA览徒、單核RNA測序(snRNA)、蛋白質(zhì)組颂龙、磷酸化蛋白質(zhì)組习蓬、乙酰化蛋白質(zhì)組措嵌、糖蛋白組躲叼、選擇性反應(yīng)監(jiān)測(SRM)、PRISM(高壓企巢、高分辨率分離與智能選擇及多重檢測)-SRM枫慷、IMAC(固定金屬親和色譜)-SRM、代謝組和脂質(zhì)組數(shù)據(jù)(圖1B)。
  3. 這使得我們可以利用53個縱向樣本研究腫瘤復(fù)發(fā)時(shí)的蛋白質(zhì)基因組變化或听,并利用整個隊(duì)列研究超出遺傳改變之外發(fā)生的共享和獨(dú)特的分子及翻譯后事件(圖1C)探孝。
  • 圖1. 研究隊(duì)列概覽、技術(shù)平臺和檢測方法 (A) 隊(duì)列概覽誉裆。
  • (B) 在14個數(shù)據(jù)平臺上量化的特點(diǎn)(不包括單核測序和多重成像)顿颅。
  • 每個平臺具體量化的特定特點(diǎn)如下:WXS-體細(xì)胞變異,WGS-體細(xì)胞變異足丢,DNA甲基化-CpG探針粱腻,RNA-RNA轉(zhuǎn)錄本,miRNA-miRNA轉(zhuǎn)錄本斩跌,蛋白質(zhì)組-蛋白質(zhì)绍些,磷酸蛋白質(zhì)組-磷酸蛋白,乙酰蛋白質(zhì)組-乙酰蛋白耀鸦,糖蛋白質(zhì)組-糖蛋白柬批,PRISM SRM-蛋白質(zhì),IMAC SRM-磷酸蛋白揭糕,直接SRM-蛋白質(zhì)棘劣,代謝組-代謝物,脂質(zhì)組-脂質(zhì)蹈矮。
  • PRISM:高壓技俐、高分辨率分離與智能選擇及多重化。
  • IMAC:固定金屬親和色譜吏口。
  • SRM:選擇性反應(yīng)監(jiān)測奄容。
  • (C) 每項(xiàng)分析中使用的子隊(duì)列。
  • 另見補(bǔ)充圖S1和補(bǔ)充表S1产徊。

High-grade glioma evolution from diagnosis to recurrence is associated with genomic and proteomic drivers

從診斷到復(fù)發(fā)昂勒,高級別膠質(zhì)瘤的演變與基因組和蛋白質(zhì)組驅(qū)動因素相關(guān)

Para_01
  1. 我們分析了一個縱向隊(duì)列,該隊(duì)列包含從25名4級IDH野生型(GBM)和IDH突變型星形細(xì)胞瘤患者身上采集的53個腫瘤樣本(無進(jìn)展生存期為1個月至四年舟铜;圖2A)戈盈,目的是識別復(fù)發(fā)性腫瘤中差異表達(dá)的蛋白質(zhì)(圖2B)。
  2. 蛋白質(zhì)豐度的變化與RNA變化大致相關(guān)(補(bǔ)充圖2A)谆刨,并且最顯著的豐度差異蛋白質(zhì)在大多數(shù)病例中都有所共享(補(bǔ)充圖2B)塘娶。
  3. 對復(fù)發(fā)時(shí)上調(diào)的蛋白質(zhì)進(jìn)行的途徑分析揭示了與氧化磷酸化、活性氧物質(zhì)以及肌細(xì)胞生成相關(guān)的生物過程的富集痊夭。
  4. 而在復(fù)發(fā)時(shí)下調(diào)的蛋白質(zhì)則在細(xì)胞周期刁岸、MYC靶標(biāo)以及DNA修復(fù)途徑中富集。
  • 圖2. 腫瘤演化的蛋白質(zhì)基因組學(xué) (A) 對25名四級星形細(xì)胞瘤患者的原發(fā)性和復(fù)發(fā)性腫瘤樣本收集她我。
  • (B) 復(fù)發(fā)性與原發(fā)性腫瘤之間差異豐富的蛋白質(zhì) (FDR < 0.05, log2FC > 0.5)虹曙。
  • (C) 當(dāng)前隊(duì)列以及GLASS和GSAM隊(duì)列中差異富集的途徑迫横。
  • (D) 激酶庫富集分析的工作流程。
  • (E) 比較復(fù)發(fā)性和原發(fā)性腫瘤的激酶活性分析酝碳。
  • (F) 具有代表性的變異等位基因頻率 (VAF) 相關(guān)圖矾踱,指示觀察到的驅(qū)動突變進(jìn)展的4種模式:穩(wěn)定 (所有突變持續(xù)存在,12例)击敌,丟失 (所有獨(dú)特的突變僅存在于原發(fā)性腫瘤中介返,4例),獲得 (所有獨(dú)特的突變僅存在于復(fù)發(fā)性腫瘤中沃斤,5例)圣蝎,再獲得 (同一基因中的不同突變既有獲得也有丟失,4例)衡瓶。不同時(shí)點(diǎn)共享的突變數(shù)量徘公,僅存在于原發(fā)性或復(fù)發(fā)性腫瘤的獨(dú)特突變已標(biāo)記。代表性案例隨機(jī)選擇哮针。
  • (G) 無進(jìn)展生存期與基于體細(xì)胞突變的腫瘤克隆相似性統(tǒng)計(jì) (MaxKsi) 呈負(fù)相關(guān) (R2 = 0.63, p值 < 0.001)关面。
  • (H) 體細(xì)胞突變中具有SBS11特征的比例與每個腫瘤樣本中的體細(xì)胞突變總數(shù)之間的關(guān)系,根據(jù)患者是否在接受復(fù)發(fā)性腫瘤樣本采集前接受了TMZ治療進(jìn)行分類十厢。顯示GLASS和GSAM隊(duì)列作為比較等太。灰色線條連接來自同一患者的腫瘤樣本蛮放。另見補(bǔ)充圖S2和補(bǔ)充表S2缩抡。
Para_01
  1. 我們通過研究差異調(diào)控的磷酸化位點(diǎn),探索了復(fù)發(fā)性腫瘤與原發(fā)性腫瘤中的激酶活性包颁,使用的是激酶庫瞻想,一個包含三百多種絲氨酸/蘇氨酸激酶實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的底物特異性圖譜(圖2D)。
  2. 如CLK1-4和SRPK1-3等剪接激酶在原發(fā)性腫瘤中顯著更為活躍娩嚼,這與我們的轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)相一致(圖2E蘑险;補(bǔ)充表S2)。
  3. 此外岳悟,蛋白激酶2家族(CK2A1和CK2A2)以及G蛋白偶聯(lián)受體激酶家族(GRK1至7)成員在原發(fā)性腫瘤中表達(dá)更高佃迄,提示G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)信號通路可能參與腫瘤進(jìn)展。
  4. 相反贵少,在復(fù)發(fā)性腫瘤中和屎,通常在炎癥和缺氧等壓力因素下被激活的c-Jun氨基末端激酶(JNK)家族則上調(diào)了表達(dá)。
Para_02
  1. 為了研究腫瘤遺傳進(jìn)化春瞬,我們檢查了每對原發(fā)-復(fù)發(fā)腫瘤中的突變變化(圖2A)。
  2. 我們計(jì)算了所有突變的變異等位基因頻率(VAF)套啤,并在每對腫瘤中觀察到了共享和獨(dú)特的突變宽气。
  3. 由于整體腫瘤純度可能對VAF產(chǎn)生偏倚随常,我們比較了變異的存在(所有驅(qū)動基因中的變異,以及其他通過VAF > 0.05的變異)而非絕對的VAF值萄涯。
  4. 關(guān)注隨時(shí)間變化的驅(qū)動基因突變的存在绪氛,我們觀察到四種模式:穩(wěn)定性、丟失涝影、獲得以及重新獲得驅(qū)動突變(圖2F和補(bǔ)充圖S2C)枣察。
  5. 沒有單一模式或任何驅(qū)動基因改變的累積主導(dǎo)整個隊(duì)列,表明復(fù)發(fā)與異質(zhì)性的機(jī)制相關(guān)(補(bǔ)充圖S2D)燃逻。
  6. 將焦點(diǎn)擴(kuò)展到所有體細(xì)胞突變序目,我們發(fā)現(xiàn)進(jìn)展時(shí)間較短的患者在其原發(fā)和復(fù)發(fā)腫瘤之間有更多的共享突變(圖2G)。
  7. 我們通過克隆相似性統(tǒng)計(jì)(maxKsi)量化了這一趨勢伯襟,該統(tǒng)計(jì)描述了在背景GBM突變頻率分布下獨(dú)立觀察到共享突變的可能性猿涨。
  8. 克隆相似性與進(jìn)展時(shí)間呈負(fù)相關(guān),表明復(fù)發(fā)腫瘤持續(xù)地從其原發(fā)腫瘤進(jìn)化(皮爾遜R2 = 0.63姆怪,p < 0.001)(圖2G)叛赚。
  9. 我們在兩個已發(fā)表的縱向高級膠質(zhì)瘤隊(duì)列上進(jìn)行了相同的分析,即膠質(zhì)瘤縱向分析聯(lián)盟(GLASS)和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤稽揭,可操作突變的穩(wěn)定性(GSAM)俺附。
  10. 雖然GLASS隊(duì)列顯示了類似的負(fù)相關(guān)性(補(bǔ)充圖S2E),但GSAM隊(duì)列未顯示出相關(guān)性(補(bǔ)充圖S2F)溪掀,這可能是由于靶向面板測序檢測到的突變數(shù)量較少所致事镣。
Para_03
  1. 對原發(fā)性和復(fù)發(fā)性腫瘤的突變特征分析確定了兩種主要的特征,SBS1和SBS11膨桥,它們分別與年齡和替莫唑胺治療相關(guān)蛮浑。
  2. SBS1與患者年齡呈正相關(guān)(皮爾遜R值=0.56,p值=0.002)只嚣。
  3. SBS11是一種與替莫唑胺誘導(dǎo)的DNA損傷相關(guān)的特征沮稚,在一名接受過十一輪替莫唑胺治療并在四年后面臨復(fù)發(fā)的患者的復(fù)發(fā)性腫瘤中高度存在。
  4. 這名患者的原發(fā)性和復(fù)發(fā)性腫瘤表現(xiàn)出不同的突變譜册舞,復(fù)發(fā)性腫瘤中有4,439個突變蕴掏,而原發(fā)性腫瘤中只有68個突變,包括POLE调鲸、MSH2和MSH6基因中的突變盛杰。
  5. 這種具有高SBS11特征的超突變現(xiàn)象也在GSAM和GLASS隊(duì)列中接受替莫唑胺治療的一部分患者中觀察到,但在未接受替莫唑胺治療的患者中則沒有觀察到藐石。
  6. 之前的研究報(bào)道即供,SBS11相關(guān)的超突變與低級別膠質(zhì)瘤向高級別轉(zhuǎn)化有關(guān)。
  7. 我們在復(fù)發(fā)性四級星形細(xì)胞瘤中也發(fā)現(xiàn)了同樣的情況于微。

Tumor-intrinsic and TME-associated features in primary and recurrent high-grade glioma

原發(fā)性和復(fù)發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤中的腫瘤內(nèi)在特征和腫瘤微環(huán)境相關(guān)特征

Para_01
  1. 為了在復(fù)發(fā)時(shí)界定腫瘤固有特征和腫瘤微環(huán)境相關(guān)特征逗嫡,我們對10對原發(fā)性和復(fù)發(fā)性HGG進(jìn)行了snRNA分析青自,代表了13.4萬個細(xì)胞核。
  2. 原發(fā)性和復(fù)發(fā)性膠質(zhì)瘤之間的snRNA譜系重疊程度各不相同驱证,其中一個極端案例(患者C229764)顯示延窜,原發(fā)性和復(fù)發(fā)樣本中的腫瘤細(xì)胞簇截然不同(圖3A),這與該患者的高突變負(fù)擔(dān)量從整體WXS得出的結(jié)果一致抹锄。
  3. RB1和MSH6突變從snRNA轉(zhuǎn)錄本中被檢測出來逆瑞,這些突變分別僅存在于患者的原發(fā)性和復(fù)發(fā)性腫瘤細(xì)胞中,進(jìn)一步支持了驅(qū)動突變的轉(zhuǎn)變(圖2F)伙单。
  • 圖3. 單核測序揭示復(fù)發(fā)性4級星形細(xì)胞瘤中的惡性細(xì)胞內(nèi)在及腫瘤微環(huán)境(TME)相關(guān)特征 (A) 來自10對原發(fā)-復(fù)發(fā)樣本的snRNA-測序數(shù)據(jù)的UMAP圖获高。
  • 顯示在復(fù)發(fā)和原發(fā)腫瘤之間差異豐度蛋白的縮放平均snRNA表達(dá)的熱圖。前兩行:整體蛋白質(zhì)和RNA的對數(shù)倍變化车份。中間八行:來自snRNA的相同基因在指示細(xì)胞類型中的平均表達(dá)量谋减,按行和列進(jìn)行縮放。最底行:具有最高snRNA表達(dá)特定基因產(chǎn)物的細(xì)胞類型扫沼。
  • 通過snRNA基礎(chǔ)上的差異表達(dá)基因(DEG)檢測復(fù)發(fā)腫瘤中的惡性細(xì)胞內(nèi)在失調(diào)途徑出爹。條形圖中的紅色表示:至少在3個案例中差異表達(dá)的基因數(shù)量。
  • 可接近染色質(zhì)區(qū)域(ACR)可接近性和惡性細(xì)胞中基因表達(dá)之間的相關(guān)性(鏈接得分)分布缎除。與GeneHancer重疊的ACRs被注釋严就。顯示的鏈接數(shù)目位于右側(cè)。
  • 兩個基因在原發(fā)和復(fù)發(fā)惡性細(xì)胞中的染色質(zhì)可接近性和snRNA表達(dá)的例子器罐。
  • 差異ACRs中的基序富集梢为。紅色(原發(fā)腫瘤中的DACRs)、藍(lán)色(復(fù)發(fā)腫瘤中的DACRs)以及灰色(兩組DACRs)表示顯著富集的基序(超幾何檢驗(yàn)加上Benjamini-Hochberg多重檢驗(yàn)校正轰坊,F(xiàn)DR < 0.05)铸董。
  • 從代表TME細(xì)胞類型組成的整體RNA-seq獲得的細(xì)胞類型富集分?jǐn)?shù)比較,在復(fù)發(fā)和原發(fā)腫瘤之間的差異富集(FDR < 0.1)肴沫。
  • 從snRNA細(xì)胞計(jì)數(shù)和整體RNA及整體蛋白質(zhì)解卷積比例來看粟害,復(fù)發(fā)腫瘤中內(nèi)皮細(xì)胞在整個腫瘤微環(huán)境人口中的組成減少。箱線圖顯示四分位間距(IQR颤芬;箱子跨越第一到第三四分位悲幅,中間線表示中位數(shù),須部分顯示1.5倍IQR內(nèi)的最接近值)站蝠。同一患者的配對樣本用線條連接汰具。Wilcoxon p值已計(jì)算。
  • 三對原發(fā)-復(fù)發(fā)腫瘤的多色免疫熒光結(jié)果(CODEX)菱魔。
  • 從6對匹配的原發(fā)-復(fù)發(fā)腫瘤切片中量化1 mm × 1 mm瓷磚中的內(nèi)皮細(xì)胞比例和Ki67+惡性細(xì)胞的比例留荔。箱線圖顯示四分位間距。Wilcoxon p值已計(jì)算(ns: p > 0.05, ?p ≤ 0.05, ??p ≤ 0.01, ????p ≤ 0.0001)澜倦。參見圖S3以及表S3和S4存谎。
Para_01
  1. 為了理解不同細(xì)胞類型如何貢獻(xiàn)到差異豐富的蛋白質(zhì)(圖2B)拔疚,我們計(jì)算了每種細(xì)胞類型的平均轉(zhuǎn)錄表達(dá)量,使用單核RNA測序數(shù)據(jù)(圖3B)既荚。
  2. 包括惡性細(xì)胞、免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞在內(nèi)的多種細(xì)胞類型都參與到了上調(diào)和下調(diào)的蛋白質(zhì)中(圖3B)栋艳。
  3. 為了研究惡性細(xì)胞內(nèi)在的轉(zhuǎn)錄變化恰聘,我們在隊(duì)列層面和患者層面對原發(fā)性和復(fù)發(fā)性腫瘤中的惡性細(xì)胞進(jìn)行了差異表達(dá)分析(排除了一個少于50個惡性細(xì)胞的樣本)。
  4. 原發(fā)性和復(fù)發(fā)性惡性細(xì)胞之間差異表達(dá)的基因(DEGs)富集在上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化吸占、紫外線反應(yīng)晴叨、雄激素反應(yīng)以及缺氧途徑中,并且這些DEGs在不同患者間具有共享特征(圖3C)矾屯。
  5. 通過匹配的snATAC-seq數(shù)據(jù)兼蕊,我們鑒定了78,787個可接近的染色質(zhì)區(qū)域(ACRs),這些區(qū)域與已知的基因調(diào)控元件如啟動子和增強(qiáng)子重疊件蚕,這些元件在GeneHancer數(shù)據(jù)庫中有注釋(補(bǔ)充表S3孙技,方法部分)。
  6. ACR可接近性與基因表達(dá)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性分析鑒定出14,280個ACRs作為調(diào)控元件排作,涉及31,302個ACR-基因相關(guān)性(補(bǔ)充表S3)牵啦。
  7. 其中31%的ACRs此前已在GeneHancer數(shù)據(jù)庫中有描述,并顯示出更強(qiáng)的關(guān)聯(lián)得分妄痪;而69%是之前未報(bào)道過的(圖3D)哈雏。
  8. 原發(fā)性和復(fù)發(fā)性惡性細(xì)胞在NDRG1和KIF1B等基因的啟動子和增強(qiáng)子區(qū)域的差異可接近性提示了復(fù)發(fā)性惡性細(xì)胞中可能存在的表觀遺傳調(diào)控(圖3E)。
  9. 基序富集分析表明復(fù)發(fā)過程中不同的轉(zhuǎn)錄因子活性(圖3F)衫生。
  10. 原發(fā)性惡性細(xì)胞顯示出更高的NRF1裳瘪、Sp/KLF家族和E2F家族轉(zhuǎn)錄因子活性,這些因子與GBM中代謝活躍和增殖狀態(tài)有關(guān)罪针。
  11. 復(fù)發(fā)性惡性細(xì)胞則顯示出SOX4彭羹、SOX10和HIF1A的活性,這表明治療后可能轉(zhuǎn)向了一種類似干細(xì)胞的狀態(tài)(補(bǔ)充表S3)站故。
Para_02
  1. 復(fù)發(fā)也與腫瘤微環(huán)境(TME)的變化相關(guān)皆怕。通過對整體RNA測序進(jìn)行細(xì)胞類型富集分析顯示,在正常和鄰近正常的組織中神經(jīng)元含量如預(yù)期般高于高級別膠質(zhì)瘤(HGG)西篓,而在上皮來源的腦轉(zhuǎn)移瘤中上皮細(xì)胞含量則高于HGG(圖S3A)愈腾。比較復(fù)發(fā)性和原發(fā)性腫瘤發(fā)現(xiàn),復(fù)發(fā)腫瘤中內(nèi)皮細(xì)胞和第一型輔助T細(xì)胞(Th1)的富集評分顯著下降(配對Wilcoxon檢驗(yàn)岂津,p = 0.0048 和 p = 0.0012)虱黄,而調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)的富集評分顯著增加(p = 0.0032)(圖3G)。內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量減少的情況也得到了在同一縱向腫瘤樣本上的單核RNA測序(snRNA-seq)和蛋白質(zhì)去卷積數(shù)據(jù)分析的支持(圖3H和S3B)吮成,并且在GLASS和GSAM隊(duì)列中得到了證實(shí)(圖S3C)橱乱。通過帶有索引共檢測(CODEX)的多重成像技術(shù)對12個樣本進(jìn)行分析辜梳,指示了大腦中的主要細(xì)胞類型(圖3I和S3D;表S4)泳叠。全片量化顯示作瞄,在復(fù)發(fā)時(shí),6名患者中有5名患者的非惡性細(xì)胞中內(nèi)皮細(xì)胞的比例下降(圖3J)危纫。然而宗挥,復(fù)發(fā)性腫瘤表現(xiàn)出高度異質(zhì)性的血管形態(tài),例如嵌入密集惡性細(xì)胞的大血管(C1230738)种蝶、被壞死和正常鄰近組織包圍的擴(kuò)張血管(C1245129)契耿,以及總體細(xì)胞密度低的稀疏微血管(C761370)(圖S3E)。此外螃征,我們還觀察到搪桂,在6名患者中的5名患者密集腫瘤區(qū)域(GFAP+ 和/或 OLIG2+,即富含惡性細(xì)胞的區(qū)域)中盯滚,膠質(zhì)譜系細(xì)胞的增殖率下降(圖3J)踢械,這與從整體RNA測序和蛋白質(zhì)組學(xué)觀察到的細(xì)胞周期途徑下降一致(圖2C)。綜上所述淌山,復(fù)發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤展示了惡性細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境在轉(zhuǎn)錄和表觀遺傳方面的變化裸燎。

Impact and association of genetic alterations on proteomics and metabolomics in HGG

遺傳改變對HGG中的蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的影響及關(guān)聯(lián)

Para_01
  1. 評估了與進(jìn)展相關(guān)的事件后,我們在原發(fā)腫瘤中進(jìn)行了變異關(guān)聯(lián)分析泼疑。
  2. 隊(duì)列中的驅(qū)動基因概況快照展示了哪些基因變異顯著共存或互斥德绿。
  3. 順式分析突出了每個高度變異的驅(qū)動基因?qū)ζ渥陨硐嚓P(guān)RNA、蛋白質(zhì)和PTM水平的影響退渗。
  4. 反式效應(yīng)分析描繪了變異對遠(yuǎn)端分子事件的影響移稳。
  5. 最后,通過成對評估驅(qū)動基因会油,識別出單獨(dú)與相似下游效應(yīng)相關(guān)的驅(qū)動基因
Para_02
  1. 我們在這一隊(duì)列中確定了13個高度改變的驅(qū)動基因(補(bǔ)充表S5)个粱。
  2. 對這13個驅(qū)動基因的所有可能配對進(jìn)行改變共現(xiàn)分析證實(shí)了TCGA中的幾個觀察結(jié)果,例如RB1和TP53改變的高度共現(xiàn)翻翩。
  3. 我們還觀察到EGFR和PTPN11改變的互斥性都许,回顧性地,在TCGA隊(duì)列中也存在這種現(xiàn)象(圖4A)嫂冻。
  4. 在順式分析中胶征,當(dāng)基因發(fā)生改變時(shí),諸如ATRX和RB1等腫瘤抑制基因顯示出相對較低的RNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平桨仿,而EGFR和PDGFRA等癌基因則表現(xiàn)出RNA和蛋白質(zhì)水平的升高(圖4B)睛低。
  5. 對蛋白質(zhì)翻譯后修飾(PTMs)的分析表明,當(dāng)ATRX發(fā)生改變時(shí),其在S784位點(diǎn)的磷酸化增加钱雷,而突變型IDH1在K224位點(diǎn)的乙趼钐化減少(圖4B)。
  6. 盡管表皮生長因子受體(EGFR)的改變與Y316位點(diǎn)輕微增加的磷酸化相關(guān)罩抗,但在N603位點(diǎn)的N2H8F0S0G0糖基化是觀察到的EGFR最強(qiáng)的順式PTM效應(yīng)(圖4B)拉庵。
  • 圖4. 順式和反式結(jié)果突出了不同組學(xué)水平下原發(fā)腫瘤之間的相似性 (A) 體細(xì)胞變異互斥性分析。共現(xiàn)的顯著性由不透明度和星號表示澄暮。使用Fisher精確檢驗(yàn)計(jì)算了Benjamini與Hochberg調(diào)整后的p值(?:p < 0.05名段,??:p < 0.01,???:p < 0.001)泣懊。(B) 13個常見驅(qū)動基因的順式效應(yīng)展示了基因變異如何影響自身的RNA和蛋白質(zhì)(頂部),以及相對于給定基因野生型腫瘤的翻譯后變化(底部)麻惶。熱圖反映了順式結(jié)果得分(RNA和蛋白質(zhì)得分上限為+/-10馍刮,無法測量的地方為灰色)。(C) 反式分析:體細(xì)胞改變基因?qū)ζ渌鞍踪|(zhì)窃蹋、翻譯后修飾(PTMs)卡啰、代謝物和脂質(zhì)水平的影響。每對體細(xì)胞改變基因的反式效應(yīng)進(jìn)行了測量警没。每對反式效應(yīng)均進(jìn)行了評分匈辱,并計(jì)算了各對之間的相關(guān)性。(D) 在蛋白質(zhì)/PTM和脂質(zhì)/代謝物水平上評估了驅(qū)動基因相似性得分杀迹。顏色表示Pearson相關(guān)系數(shù)(?p < 0.05亡脸,??p < 0.01,???p < 0.001)树酪。(E) TERTp和PTEN在蛋白質(zhì)/PTM水平(p < 1e-100)及脂質(zhì)/代謝物水平(p < 8.96e-81)上的反式得分之間的Pearson相關(guān)性浅碾。根據(jù)數(shù)據(jù)類型標(biāo)記并著色排名前五位的正向和負(fù)向得分事件。參見補(bǔ)充圖S4和補(bǔ)充表S5续语。
Para_02
  1. 為了理解腫瘤內(nèi)常見的下游信號傳導(dǎo)途徑垂谢,我們探究了哪些驅(qū)動因子在發(fā)生改變時(shí)會產(chǎn)生相似的下游效應(yīng)。
  2. 我們以配對的方式對所有可能的驅(qū)動因子組合進(jìn)行了跨分析疮茄。
  3. 對于某個特定驅(qū)動因子的改變對跨效應(yīng)的影響滥朱,我們在進(jìn)行反向評估另一驅(qū)動因子前,先在缺乏比較驅(qū)動因子改變的樣本中進(jìn)行了評價(jià)(圖4C)力试。
  4. 為了進(jìn)行比較評估徙邻,我們將跨效應(yīng)主要分為兩大類。
  5. 第一類包括對蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)翻譯后修飾(PTMs)的影響懂版;第二類包括對脂質(zhì)組和代謝組的影響鹃栽。
  6. 那些在蛋白質(zhì)/PTM后果上表現(xiàn)出強(qiáng)烈一致性的一對驅(qū)動因子,在它們對脂質(zhì)和代謝物的影響上也顯示出同樣的正相關(guān)性(圖4D;補(bǔ)充表S5)
Para_03
  1. 在所有研究的驅(qū)動基因?qū)χ忻窆模琓ERTp和PTEN的改變在其對蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)翻譯后修飾(PTMs)的轉(zhuǎn)效應(yīng)關(guān)聯(lián)最為強(qiáng)烈(圖4E薇芝,左側(cè),皮爾遜相關(guān)系數(shù)R=0.62丰嘉,p<1e-100)夯到。
  2. 在大量的下游蛋白質(zhì)和PTMs特征相似性中,這兩個基因與降低的PDCD4表達(dá)和升高的CASP3表達(dá)相關(guān)聯(lián)饮亏,這表明它們各自對細(xì)胞死亡途徑有著類似的影響(補(bǔ)充圖4A)耍贾。
  3. PTEN和TERTp改變對代謝組和脂質(zhì)組的影響也顯示出類似的強(qiáng)正相關(guān)(圖4E,右側(cè)路幸,皮爾遜相關(guān)系數(shù)R=0.78荐开,p<8.96e-81)。
  4. EGFR和TERTp的改變展示了類似的情況简肴。
  5. 當(dāng)這兩個基因中的任何一個發(fā)生改變時(shí)晃听,我們觀察到了在蛋白質(zhì)和PTMs效應(yīng)上的正相關(guān)(補(bǔ)充圖4B,左側(cè)砰识,皮爾遜相關(guān)系數(shù)R=0.53能扒,p=0);其中包括相對雙基因野生型樣本而言辫狼,SUPV3L1蛋白水平較低而MTARC2蛋白水平較高(補(bǔ)充圖4C)初斑。
  6. 在代謝組和脂質(zhì)組尺度上比較時(shí),EGFR和TERTp之間的正相關(guān)同樣很強(qiáng)(補(bǔ)充圖4B膨处,右側(cè)见秤,皮爾遜相關(guān)系數(shù)R=0.68,p<3.10e-57)灵迫。

Associations between glycosylation and phosphorylation in EGFR activities and tumor recurrence

糖基化與磷酸化在EGFR活性和腫瘤復(fù)發(fā)之間的關(guān)聯(lián)

Para_01
  1. 由于蛋白質(zhì)糖基化參與眾多生物學(xué)功能秦叛,且膜結(jié)合或分泌型糖蛋白是潛在的治療靶點(diǎn)和/或生物標(biāo)志物,我們對整個隊(duì)列進(jìn)行了定量糖蛋白組分析瀑粥,揭示了與正常腦組織相比挣跋,4級星形細(xì)胞瘤中有671種上調(diào)和674種下調(diào)的N-連接完整糖肽(IGPs)(圖5A)。
  2. 大多數(shù)上調(diào)的IGPs來源于與細(xì)胞外基質(zhì)-受體相互作用或補(bǔ)體及凝血級聯(lián)反應(yīng)相關(guān)的糖蛋白(圖5A狞换;補(bǔ)充表S6)避咆。
  • 圖5. 四級星形細(xì)胞瘤中改變的糖基化程序及體細(xì)胞突變、糖基化位點(diǎn)和EGFR上磷酸化位點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)系 (A) 在四個主要富含腫瘤的途徑中修噪,原發(fā)性腫瘤與正常大腦之間的差異分析查库。
  • (B) 基于原發(fā)性腫瘤(與正常大腦相比)中上調(diào)/下調(diào)的完整糖肽的糖型分布。
  • (C) 與原發(fā)性腫瘤中改變的糖基化活性相關(guān)的糖基化酶黄琼。
  • (D) 復(fù)發(fā)性四級星形細(xì)胞瘤(與原發(fā)性腫瘤相比)中的糖型分布及其相關(guān)生物過程樊销。
  • (E) 圓點(diǎn)(與補(bǔ)充圖5D中的ROC曲線顏色相匹配)代表可能作為復(fù)發(fā)性四級星形細(xì)胞瘤(與原發(fā)性腫瘤相比)潛在生物標(biāo)志物的糖蛋白和IGP的AUC值。
  • (F) 與糖蛋白組亞型相關(guān)的完整糖肽簇(IPC)的糖型分布。
  • (G) EGFR二聚體围苫,展示了體細(xì)胞突變裤园、磷酸化位點(diǎn)和糖基化位點(diǎn)之間的空間關(guān)系。參見補(bǔ)充圖5和補(bǔ)充表6
Para_01
  1. 我們根據(jù)鑒定出的糖肽的單糖組成研究了糖類類型:僅含高甘露糖(高甘露糖型)剂府,僅含巖藻糖化的糖類(巖藻糖化型)拧揽,含唾液酸化的糖類包括僅唾液酸化和與巖藻糖化共存的(唾液酸化型),以及不符合前三類的其他糖類腺占。
  2. 大多數(shù)上調(diào)的糖蛋白糖基化位點(diǎn)(原發(fā)性對比正常組織)含有高甘露糖型糖類淤袜,而下調(diào)的糖蛋白糖基化位點(diǎn)則主要是巖藻糖化型(圖5B)。
  3. 我們發(fā)現(xiàn)N-連接的糖蛋白糖基化位點(diǎn)的表達(dá)概況主要與相應(yīng)糖蛋白的全球蛋白質(zhì)表達(dá)呈正相關(guān)(圖S5A)衰伯。
  4. 然而铡羡,同一蛋白質(zhì)上的糖基化位點(diǎn)特異性異質(zhì)性可導(dǎo)致觀察到的糖蛋白糖基化位點(diǎn)豐度變化。
  5. 此外意鲸,糖類的合成和與糖蛋白的結(jié)合受糖基化酶調(diào)控蓖墅,表達(dá)異常的酶可能成為潛在的治療靶點(diǎn)。
  6. 在這個特定隊(duì)列中临扮,STT3A、STT3B教翩、GANAB和PRKCSH在原發(fā)腫瘤中的過表達(dá)與正常組織相比有關(guān)聯(lián)(圖5C杆勇;表S6)。
  7. STT3A和STT3B是寡糖轉(zhuǎn)移酶復(fù)合體的催化亞單位饱亿,該復(fù)合體參與將Glc3Man9GlcNAc2前體從脂質(zhì)連接的寡糖轉(zhuǎn)移到新生多肽的NXS/T基序上蚜退。
  8. GANAB和PRKCSH負(fù)責(zé)從前體去除兩個最內(nèi)側(cè)的α1,2-Glc殘基以產(chǎn)生Man9GlcNAc2,并釋放N-連接的糖蛋白離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)彪笼。
  9. 這些糖基化酶的上調(diào)表明高級別膠質(zhì)瘤中的N-連接糖基化增加钻注。
  10. 大多數(shù)含有N2H8或N2H9(其中N=六氨基己糖,H=己糖配猫,圖S5B)的高甘露糖型糖基化位點(diǎn)上調(diào)進(jìn)一步表明N-糖基生物合成的不完全/提前終止幅恋。
  11. 高甘露糖型的升高可能影響糖蛋白的功能,促進(jìn)癌癥進(jìn)展
Para_02
  1. 我們利用糖蛋白組學(xué)數(shù)據(jù)來識別潛在的與復(fù)發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤(HGG)相關(guān)的糖蛋白泵肄。
  2. 與原發(fā)性腫瘤相比捆交,復(fù)發(fā)性腫瘤過度表達(dá)的糖基化位點(diǎn)主要來自涉及生物學(xué)過程如神經(jīng)元投射發(fā)育調(diào)控和中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的免疫的糖蛋白中的高甘露糖或巖藻糖基化糖鏈(圖5D;補(bǔ)充表S6)腐巢。
  3. 我們鑒定了四種糖蛋白(CNTN2品追、NPTN、ASAH1和NFASC)具有升高的糖基化活性冯丙,可能與復(fù)發(fā)性腫瘤的整體表達(dá)有關(guān)(補(bǔ)充圖S5C)肉瓦。
  4. 這些糖蛋白的豐度通過受試者工作特征(ROC)分析成功區(qū)分了復(fù)發(fā)性和原發(fā)性腫瘤(圖5E和補(bǔ)充圖S5D)。
  5. 結(jié)合ASAH1和CNTN2的面板獲得了0.83的曲線下面積(AUC)。
  6. 有趣的是泞莉,這兩種糖蛋白都與中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的免疫相關(guān)聯(lián)(補(bǔ)充表S6)哪雕。
  7. 此外,我們還檢查了在復(fù)發(fā)性腫瘤中(與原發(fā)性腫瘤相比)糖基化活性增加但在整體水平上沒有變化的糖蛋白戒财。
  8. 三個糖基化位點(diǎn)热监,NRCAM-N276 (N4H5F3)、NTRK2-N254 (N5H5F3) 和 CREG1-N160 (N2H5)饮寞,能區(qū)分復(fù)發(fā)性和原發(fā)性腫瘤孝扛,當(dāng)組合在一個面板中時(shí),獲得了0.89的AUC(圖5E和補(bǔ)充圖S5D)幽崩。
Para_03
  1. 專注于原發(fā)性腫瘤苦始,我們使用三個完整的糖肽簇(IPC 1-3)對腫瘤進(jìn)行無偏見的糖蛋白組聚類,定義了三種糖蛋白組亞型(Glyco 1-3)(圖 S5E)慌申。
  2. Glyco 1 與 IPC 2 相關(guān)聯(lián)陌选,其特征是軸突發(fā)育和神經(jīng)元投射導(dǎo)向(表 S6;圖 5F蹄溉、S5E 和 S5F)咨油。
  3. 此外,Glyco 1 中的腫瘤與神經(jīng)前體細(xì)胞亞型相關(guān)聯(lián)(p < 0.05柒爵,超幾何檢驗(yàn)役电,表 S6)。
  4. Glyco 2 與經(jīng)典亞型相關(guān)聯(lián)棉胀,而 Glyco 3 則與間充質(zhì)亞型相關(guān)法瑟。
  5. 此外,Glyco 3 與 IPC 1 相關(guān)聯(lián)唁奢,IPC 1 主要包含唾液酸糖苷霎挟,并且其特征是細(xì)胞外結(jié)構(gòu)組織和急性炎癥反應(yīng)(表 S6;圖 5F麻掸、S5E 和 S5F)酥夭。
Para_04
  1. 作為整合多種數(shù)據(jù)類型價(jià)值的一個案例研究盾舌,我們分析了該隊(duì)列中最常見的EGFR體細(xì)胞突變(A289和G598)與順式分析提示的顯著上調(diào)磷酸化事件(Y316位點(diǎn))以及N352和N603位點(diǎn)糖基化的空間關(guān)系蹲嚣,使用的是UCSF Chimera軟件中的EGFR活性二聚體結(jié)構(gòu)。
  2. 在EGFR二聚體上可視化這些修飾表明介时,Y316殘基位于兩個EGFR分子胞外域之間的界面上(圖5G)狂魔。
  3. 此外蒜埋,G598突變與N603糖基化共定位,兩者均發(fā)生在蛋白質(zhì)跨膜α螺旋前約47個氨基酸的位置最楷,并且N603與EGFR的自抑制性牽連相互作用相關(guān)整份。
  4. 相比之下待错,當(dāng)映射到結(jié)構(gòu)上時(shí),N352糖基化位點(diǎn)距離A289突變58個氨基酸烈评,并且鄰近EGF和西妥昔單抗的結(jié)合位點(diǎn)(圖5G和補(bǔ)充圖S5G)火俄。
  5. 糖基化位點(diǎn)N352對于EGFR維持其功能構(gòu)象以便于EGF結(jié)合至關(guān)重要。
  6. 盡管糖基化的N352和N603對EGFR改變腫瘤中磷酸化的影響尚不清楚讲冠,但我們發(fā)現(xiàn)在EGFR改變而非野生型EGFR的腫瘤中瓜客,Y316磷酸化與N352(p = 0.043)和N603(p = 0.0069)糖基化之間存在正相關(guān)性(補(bǔ)充表S6)。
  7. 因此竿开,將這個隊(duì)列中鑒定出的突變和PTMs映射出來谱仪,提示有機(jī)會理解驅(qū)動事件背后的立體變化生物學(xué)機(jī)制。
  8. 這些數(shù)據(jù)可能對未來PTM互作/交叉相關(guān)性研究有用否彩。

Protein-protein interaction analysis assisted by targeted proteomics and the Kinase Library identifies pathway disruptions

借助靶向蛋白質(zhì)組學(xué)和激酶庫輔助的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用分析識別出的通路中斷

Para_01
  1. 我們接下來利用全球蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)來檢測超出初始EGFR焦點(diǎn)之外的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(PPIs)可能受到干擾的跡象疯攒,使用蛋白質(zhì)豐度相關(guān)性作為數(shù)學(xué)代理來估計(jì)可能的相互作用。
  2. 為此分析列荔,我們優(yōu)先考慮了在三個以上數(shù)據(jù)庫中得到支持的已知相互作用的蛋白質(zhì)敬尺。
  3. 在原發(fā)腫瘤中的基線計(jì)算表明,在蛋白質(zhì)亞單位和其他眾所周知相互關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì)之間存在強(qiáng)烈的正相關(guān)性贴浙,例如PIK3R1和PIK3CA砂吞,而在其他蛋白質(zhì)之間則存在負(fù)相關(guān)性,例如PKN2和PDPK1崎溃。
  4. 為了確定PPI異常在高級膠質(zhì)瘤(HGG)中的可能作用呜舒,我們在遺傳改變和野生型(WT)原發(fā)腫瘤之間的蛋白質(zhì)相關(guān)性差異進(jìn)行考察之后,在匹配的原發(fā)和復(fù)發(fā)腫瘤中進(jìn)行了類似的評估笨奠。
  5. 總體而言,我們發(fā)現(xiàn)了在EGFR和血小板衍生生長因子受體α(PDGFRα)信號通路內(nèi)交互作用者之間許多潛在的中斷唤殴。
  • 圖6. 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(PPI)差異與體細(xì)胞變異及復(fù)發(fā)狀態(tài)相關(guān) (A) 左側(cè)般婆,蛋白質(zhì)相互作用相關(guān)性的示意圖。右側(cè)朵逝,豐度高度相關(guān)和豐度負(fù)相關(guān)的示例蔚袍。 (B) 在指定條件下,EGFR和PDGFRA信號通路中的推斷PPI配名。 (C) 在原發(fā)性腫瘤中啤咽,當(dāng)一個蛋白伴侶發(fā)生體細(xì)胞變異時(shí),14種顯著改變的PPI(線性回歸與交互項(xiàng)p值小于0.01)渠脉。 (D) 根據(jù)RB1和PTPN11變異情況宇整,PPI間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)(皮爾遜R p值小于0.05)。 (E) 所有具有蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)的匹配樣本中芋膘,在原發(fā)性和/或復(fù)發(fā)性腫瘤中表現(xiàn)出相關(guān)性的蛋白對子集(指示組中皮爾遜R大于0且皮爾遜p值小于0.01)鳞青。與補(bǔ)充圖S6B相關(guān)霸饲。 (F) 復(fù)發(fā)性和匹配的4級星形細(xì)胞瘤中RB1和CDK2蛋白豐度的皮爾遜相關(guān)性(左側(cè))。復(fù)發(fā)性和原發(fā)樣本中XIAP和AKT1蛋白豐度的皮爾遜相關(guān)性(右側(cè))臂拓。 (G) 使用Kinase Library比較與野生型腫瘤差異豐度的磷酸化蛋白厚脉,體細(xì)胞突變基因(y軸)對激酶活性(x軸)的影響。另見補(bǔ)充圖S6胶惰。
Para_01
  1. 體細(xì)胞改變傻工,特別是突變,會中斷蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(PPIs)孵滞,進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤表型中捆。
  2. 我們檢查了所有數(shù)據(jù)庫支持的涉及至少一個高度改變基因的PPIs,比較了帶有或不帶有該編碼蛋白體細(xì)胞改變的樣本中的蛋白伙伴相關(guān)性剃斧。
  3. 當(dāng)處于體細(xì)胞改變樣本中時(shí)轨香,14種蛋白質(zhì)關(guān)系表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性異常(p < 0.01),其中一半的重要發(fā)現(xiàn)涉及到與EGFR的相互作用幼东。
  4. 對RB1-MDM4和PTPN11-IRS1進(jìn)行更細(xì)致的考察顯示臂容,RB1和PTPN11的改變分別與原發(fā)腫瘤中相互作用伙伴之間的強(qiáng)烈負(fù)相關(guān)蛋白豐度有關(guān),這表明這些蛋白質(zhì)中的突變破壞了它們之間的相互作用根蟹。
  5. 相比之下脓杉,野生型EGFR-ERBB4和EGFR-CBL相互作用顯示出預(yù)期的正相關(guān)豐度,而具有EGFR改變的樣本則失去了這些關(guān)聯(lián)简逮。
  6. 總之球散,我們確定了PPIs的中斷是體細(xì)胞基因改變的常見效應(yīng),這可能為生物學(xué)和/或治療提供了潛在的見解
Para_02
  1. 采用類似的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用分析散庶,我們考察了相互作用的蛋白質(zhì)在原發(fā)性和復(fù)發(fā)性樣本之間是否存在改變的相關(guān)性蕉堰。
  2. 特別關(guān)注至少涉及一個已知癌癥驅(qū)動基因的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用,我們選擇了三種蛋白質(zhì)相互作用隔室:在原發(fā)腫瘤中相關(guān)而在復(fù)發(fā)腫瘤中不相關(guān)的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用悲龟、在原發(fā)和復(fù)發(fā)腫瘤中均相關(guān)的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用以及在復(fù)發(fā)但不在原發(fā)樣本中相關(guān)的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(圖6E)屋讶。
  3. 這項(xiàng)研究確定了85種與復(fù)發(fā)狀態(tài)相關(guān)的顯著致癌相關(guān)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用,包括在原發(fā)和復(fù)發(fā)腫瘤組中高度相關(guān)的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(p < 0.01须教,補(bǔ)充圖6C)皿渗。
  4. 一些例子的檢查顯示,雖然RB1和CDK2蛋白豐度在原發(fā)腫瘤樣本中沒有顯著相關(guān)轻腺,但在復(fù)發(fā)腫瘤中卻表現(xiàn)出強(qiáng)烈的對應(yīng)關(guān)系(圖6F乐疆,左側(cè))。
  5. 盡管RB1和CDK6蛋白豐度在原發(fā)和復(fù)發(fā)腫瘤樣本中都強(qiáng)烈相關(guān)贬养,但CDK2和CDK6只在復(fù)發(fā)樣本中顯示出關(guān)聯(lián)(補(bǔ)充圖6C)挤土。
  6. 同樣地,AKT1和XIAP蛋白豐度在復(fù)發(fā)但不是原發(fā)腫瘤中高度相關(guān)(圖6F误算,右側(cè))耕挨。
  7. 相反细卧,其他蛋白對,如TP53和UBE2I或EGFR和NUMBL筒占,在原發(fā)樣本中顯著相關(guān)贪庙,而它們的關(guān)聯(lián)在復(fù)發(fā)腫瘤中缺失(補(bǔ)充圖6D)。
  8. 這些發(fā)現(xiàn)表明翰苫,復(fù)發(fā)腫瘤可能通過蛋白質(zhì)相互作用的差異與其原發(fā)對應(yīng)物分化止邮,這可能反映了耐藥性的表型。
Para_03
  1. 我們接下來研究了基因改變?nèi)绾斡绊懗銎渥陨硗吹鞍椎男盘杺鲗?dǎo)途徑奏窑,通過比較五個發(fā)生改變的基因在其突變和野生型腫瘤中的磷酸化位點(diǎn)(圖6G)导披。
  2. 雖然一些突變激活了相似的激酶,但探索整個人類激酶組揭示了不同突變背景下獨(dú)特的激酶活性模式埃唯。
  3. 例如撩匕,RB1和TP53均發(fā)生突變的腫瘤顯示出PI3K-AKT通路的激活。
  4. TP53突變的腫瘤顯示細(xì)胞周期相關(guān)激酶(CDK1-6)的激活墨叛,而RB1突變的腫瘤與各自野生型腫瘤相比止毕,這些激酶的激活程度較低(圖6G)。
  5. 同樣地漠趁,EGFR改變的腫瘤中PI3K-AKT通路的活性較低扁凛。
  6. 最后,盡管CDKN2A改變的腫瘤表現(xiàn)出細(xì)胞周期相關(guān)激酶(CDK1-6)和ERK激酶的高活性闯传,但EGFR改變的腫瘤顯示ERK激酶的激活程度較低(圖6G)谨朝。
  7. 當(dāng)比較不同突變對細(xì)胞信號傳導(dǎo)的影響時(shí),可以在激酶組中檢測到更多的共同和獨(dú)特活性模式(補(bǔ)充圖6E)甥绿。

PTPN11 may serve as a network hub for EGFR, PDGFRA, and IDH1 signaling

PTPN11可能作為EGFR字币、PDGFRA和IDH1信號傳導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)中心

Para_01
  1. 分析了HGG中體細(xì)胞驅(qū)動因素的潛在影響后,我們專注于一個特定的驅(qū)動因素:PTPN11共缕。
  2. 盡管已記錄到PTPN11突變在努南綜合征和幼年型髓單核細(xì)胞白血病等疾病中的功能相關(guān)性纬朝,但其在四級星形細(xì)胞瘤中的重要性一直未被充分認(rèn)識。
  3. 在本研究中骄呼,我們在十一位患者(約6%)中發(fā)現(xiàn)了PTPN11突變,并在一位患者中觀察到了PTPN11的擴(kuò)增(圖7A)判没。
  4. PTPN11突變與EGFR改變互斥(圖7A)蜓萄,位于N-末端src同源域2(N-SH2)和激酶磷酸酶(PTP)域(圖7B)。
  5. 將這些突變映射到部分三維結(jié)構(gòu)上澄峰,Y62磷化位點(diǎn)和A72T嫉沽、E76K、R498W俏竞、G503A绸硕、G506P堂竟、T507K及Q510L突變位于PTP和N-SH2域之間的分子內(nèi)相互作用位點(diǎn)(圖7B),這些位點(diǎn)已知調(diào)節(jié)PTP催化位點(diǎn)玻佩。
  6. 突變可能破壞這種相互作用出嘹,使PTPN11從抑制狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚誀顟B(tài)。
  7. 此外咬崔,順反分析顯示税稼,在IDH1突變腫瘤中PTPN11-Y546磷酸化水平較高,這與EGFR改變腫瘤中觀察到的PTPN11-Y62磷酸化水平高有所不同(假發(fā)現(xiàn)率[FDR] < 0.05且p < 0.001垮斯;圖7C)郎仆。
  8. 我們使用IMAC-SRM靶向測定法驗(yàn)證了這些發(fā)現(xiàn)(圖S7A)。
  9. IDH突變腫瘤表現(xiàn)出PDGFRA蛋白豐度高兜蠕,而PDGFRA蛋白水平升高與PTPN11-Y546磷酸化水平高相關(guān)(圖S7B)扰肌,因此導(dǎo)致IDH1突變腫瘤中PTPN11-Y546磷酸化水平高。
  10. 有趣的是熊杨,PTPN11的突變并未影響其Y62和Y546磷酸化水平(圖7C)曙旭。
  • 圖7. 在4級星形膠質(zhì)細(xì)胞瘤中的PTPN11信號中心 (A) 在原發(fā)性HGGs中PTPN11、EGFR猴凹、IDH1和PDGFRA的改變狀態(tài)夷狰。通過Fisher精確檢驗(yàn)計(jì)算得到的p值(p < 0.001)。(B) 映射到3D蛋白結(jié)構(gòu)上的PTPN11突變和觀察到的磷酸化事件郊霎。(C) 磷酸化位點(diǎn)和驅(qū)動突變的順反分析沼头。箱形圖顯示了標(biāo)準(zhǔn)化蛋白質(zhì)和磷蛋白豐度的四分位間距。通過Wilcoxon檢驗(yàn)計(jì)算得到的p值(ns:p > 0.05, **p ≤ 0.01, ****p ≤ 0.0001)书劝。(D) 具有PTPN11-Y62和PTPN11-Y546磷酸化事件樣品中的激酶活性进倍。(E) 對于PTPN11-Y62和PTPN11-Y546磷酸化的激酶底物分析。(F) 順反效應(yīng)购对、蛋白質(zhì)相互作用以及激酶/磷酸酶-底物測量的分析揭示了可能受PTPN11調(diào)控的多種蛋白質(zhì)猾昆。超過60%的腫瘤共享以PTPN11為中心的信號中心。參見補(bǔ)充圖S7骡苞。
Para_01
  1. 由于Y62和Y546磷酸化對PTPN11活性的影響尚不明確垂蜗,我們通過將激酶庫基序分析應(yīng)用于與Y62和Y546磷酸化正相關(guān)或負(fù)相關(guān)的磷酸化位點(diǎn),來探究這兩個磷酸化位點(diǎn)對PTPN11下游信號通路的影響解幽,以此推斷出與每個位點(diǎn)磷酸化相關(guān)的激酶活性模式贴见。
  2. 令人驚訝的是,我們發(fā)現(xiàn)了與這兩個位點(diǎn)磷酸化相關(guān)的相反的激酶活性模式躲株。
  3. Y62磷酸化與PI3K/AKT途徑活性降低及ERK激酶后續(xù)活性減少有關(guān)片部,而Y546強(qiáng)烈地與ERK活性相關(guān)聯(lián),但PI3K/AKT激酶的活性并不強(qiáng)霜定,這表明了MAPK途徑的替代激活(圖7D)档悠。
  4. 已知激酶激活位點(diǎn)的磷酸化水平進(jìn)一步支持了推斷出的激酶活性(補(bǔ)充圖7D)廊鸥。
  5. 我們的分析揭示,Y546的磷酸化而非Y62顯著地與缺氧相關(guān)激酶(AMPKAs和AMPK相關(guān)激酶)活性下降有關(guān)(圖7D和補(bǔ)充圖7E)辖所。
  6. 患者中與Y62和Y546磷酸化相關(guān)的PI3K-AKT激酶的觀察到的活性模式惰说,在與Y-to-F突變相比具有相應(yīng)磷模擬物的細(xì)胞系中也有所體現(xiàn)(補(bǔ)充圖7F)。
  7. 有趣的是奴烙,雖然在腫瘤中與Y546磷酸化相關(guān)聯(lián)時(shí)AMPKA和AMPK相關(guān)激酶被抑制助被,但在Y546E細(xì)胞系中這些激酶卻被激活,這可能展示了對第546位氨基酸上持續(xù)存在的負(fù)電荷的負(fù)反饋循環(huán)切诀。
  8. 這些現(xiàn)象的一種可能解釋是PTPN11-Y546磷酸化與IDH1突變相關(guān)聯(lián)(圖7C)揩环,并且IDH1突變腫瘤相比野生型IDH1腫瘤表現(xiàn)出較弱的缺氧和細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)(圖7C至7F)。
  9. 鑒于PTPN11作用于PI3K-AKT和MAPK途徑上游幅虑,我們的數(shù)據(jù)提示Y62的磷酸化具有抑制作用丰滑,而Y546的磷酸化則具有激活作用。
Para_02
  1. 我們考察了由PTPN11突變調(diào)控的下游磷酸化位點(diǎn)倒庵,并通過聚焦順式和反式的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(PPI)及激酶/磷酸酶-底物分析褒墨,研究了兩個磷酸化位點(diǎn)Y62和Y546。
  2. 為了發(fā)現(xiàn)潛在的PTPN11下游靶標(biāo)擎宝,我們關(guān)注了已知相互作用數(shù)據(jù)庫中識別出的PTPN11伴侶蛋白上的磷位點(diǎn)郁妈,包括OmniPath、NetworKIN绍申、DEPOD和SIGNOR噩咪。
  3. 我們觀察到PTPN11突變分別調(diào)控了不同的磷酸化位點(diǎn),包括Y62磷酸化和Y546磷酸化(圖7C至7E)极阅。
  4. 盡管MAP3K5蛋白豐度沒有顯著差異胃碾,我們在PTPN11突變腫瘤中發(fā)現(xiàn)了較低的MAP3K5 S82磷酸化水平(圖7C)。
  5. 相鄰的S82和S83位點(diǎn)之間的磷酸化水平呈正相關(guān)(圖S7C)筋搏。
  6. 然而仆百,順式和反式分析并未將S83列為顯著性位點(diǎn),可能是因?yàn)橹挥袃擅鸓TPN11突變患者擁有S83磷酸化數(shù)據(jù)奔脐。
  7. 根據(jù)激酶底物分析俄周,PTPN11 Y62和Y546的高磷酸化與IRS1多個位點(diǎn)及MAP3K5 S958低磷酸化有關(guān)(圖7E)。
  8. 此外髓迎,蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用分析表明峦朗,PTPN11突變改變了該蛋白與IRS1和PTK2的相互作用(圖6C和7F)。
  9. 綜合來看竖般,我們的整合分析顯示超過60%的四級星形細(xì)胞瘤通過PTPN11突變或改變PTPN11磷酸化而具有一個以PTPN11為中心的信號樞紐,這表明PTPN11上不同磷酸化位點(diǎn)具有不同的調(diào)控作用茶鹃。

Metabolic enzymes/pathways connected to RTK activation and dysregulated hypoxia signaling in IDH-mutant HGG

與RTK激活和IDH突變HGG中失調(diào)的缺氧信號傳導(dǎo)相關(guān)的代謝酶/途徑

Para_01
  1. 鑒于膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)與異檸檬酸脫氫酶突變型星形細(xì)胞瘤(IDH-mutant astrocytoma)在發(fā)病機(jī)制和演進(jìn)過程中涉及的分子途徑存在差異涣雕,了解每種腫瘤類型的潛在生物學(xué)特性對于有效治療患者至關(guān)重要艰亮。
  2. 我們在隊(duì)列研究中發(fā)現(xiàn)了十五起 IDH1 中的 p.R132H 突變事件及一起 p.R132C 突變事件(圖 8A)。
  3. 相較于我們先前研究中的發(fā)現(xiàn)挣郭,IDH 突變型腫瘤數(shù)量的增加使我們能夠進(jìn)行膠質(zhì)母細(xì)胞瘤與 IDH 突變型星形細(xì)胞瘤之間的比較分析迄埃。
  4. 差異甲基化和代謝物豐度分析顯示,在 IDH 突變型腫瘤中三種代謝物的豐度增加:2-羥基戊二酸(2-HG)兑障、甘油-3-磷酸和肌醇(圖 8A)侄非。
  5. 在實(shí)驗(yàn)測量的 737,419 個 CpG 位點(diǎn)中,與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤相比流译,IDH 突變型腫瘤中有 7,914 個甲基化位點(diǎn)上調(diào)和 134 個下調(diào)(絕對變化大于 0.5逞怨,假發(fā)現(xiàn)率小于 0.05,圖 8A)福澡。
  6. 我們觀察到 IDH 突變型腫瘤中與失調(diào)途徑相關(guān)的蛋白質(zhì)豐度不同于膠質(zhì)母細(xì)胞瘤叠赦,包括與癌癥相關(guān)的受體酪氨酸激酶(RTKs)以及血管形態(tài)發(fā)生(缺氧)途徑(圖 8A)。
  7. 在 IDH 突變型樣本中革砸,包括 CSF1R除秀、MAPK1、PDGFRA算利、PLCB1册踩、PRKCB、PTPN11 和 SMOC2 在內(nèi)的 RTK 信號蛋白顯著上調(diào)(圖 8B 和補(bǔ)充圖 S8A)效拭。
  8. 其中許多也在 RNA 水平上調(diào)暂吉,包括 PDGFRA、PLCB1允耿、PRKCB 和 PTPN11借笙。
  9. 我們在兩種腫瘤類型之間對 RTK 基因附近的區(qū)域進(jìn)行了有針對性的 DNA 甲基化分析(±500K 窗口)。
  10. 我們發(fā)現(xiàn)在 IDH 突變型星形細(xì)胞瘤中较锡,靠近幾種 RTK 基因的 DNA 甲基化位點(diǎn)上調(diào)业稼,包括 PDGFRA(約 2K bps)、PLCB1(約 287K bps)和 PTPN11(約 235K bps)(補(bǔ)充圖 S8B)蚂蕴。
  • 圖8. 四級IDH突變型星形細(xì)胞瘤中失調(diào)的通路 (A) IDH1 R132H/R132C熱點(diǎn)突變導(dǎo)致2-羥戊二酸產(chǎn)生和高甲基化表型低散。蛋白質(zhì)基因組學(xué)鑒定出IDH突變腫瘤與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤相比的失調(diào)通路。
  • 特定的受體酪氨酸激酶途徑基因在IDH突變型星形細(xì)胞瘤中上調(diào)骡楼。箱形圖顯示了標(biāo)準(zhǔn)化蛋白豐度的四分位數(shù)范圍熔号。通過Wilcoxon檢驗(yàn)和Benjamini & Hochberg校正計(jì)算了FDR。
  • 與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤相比鸟整,IDH突變腫瘤中缺氧途徑成員的蛋白表達(dá)較少引镊。箱形圖顯示了標(biāo)準(zhǔn)化蛋白豐度的四分位數(shù)范圍。通過Wilcoxon檢驗(yàn)計(jì)算p值(ns:p > 0.05,p < 0.05弟头,p ≤ 0.01吩抓,**p < 0.001,****p ≤ 0.0001)赴恨。
  • HIF1A途徑基因間的STRING46中的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用疹娶。
  • IDH野生型(頂部)和突變患者樣本的CODEX圖像(中部)。對每個樣本進(jìn)行SERPINE1染色的全滑片細(xì)胞面積百分比量化(底部)伦连。
  • 基于磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)測量雨饺,IDH突變型星形細(xì)胞瘤與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤之間的激酶活性差異。另見補(bǔ)充圖S8和補(bǔ)充表S4
Para_01
  1. 蛋白質(zhì)基因組整合揭示了IDH突變腫瘤與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)相比具有較低的缺氧特征(圖8C)惑淳。
  2. IDH突變腫瘤的缺氧特征與正常和鄰近正常組織(NATs)相似额港。
  3. HIF1A途徑相關(guān)基因,包括ANXA1汛聚、COL5A1锹安、FN1、SERPINE1倚舀、SLC13A3和VEGFA叹哭,在IDH突變腫瘤中蛋白表達(dá)持續(xù)較低(圖8C)。
  4. 我們在IDH突變型星形細(xì)胞瘤中觀察到這些基因的RNA表達(dá)同樣較低痕貌,與TCGA隊(duì)列類似(補(bǔ)充圖S8C和S8D)风罩。
  5. 使用STRING進(jìn)行的蛋白質(zhì)相互作用分析支持這些HIF1A途徑成員之間的正相關(guān)關(guān)系(圖8D)。
  6. 值得注意的是舵稠,未檢測到HIF1A蛋白的表達(dá)超升。
  7. HIF1AN(FIH-1),作為HIF1A的抑制劑哺徊,顯示在IDH突變型星形細(xì)胞瘤中的表達(dá)上調(diào)室琢。
  8. 通過使用涉及H1F1A途徑的基因中蛋白表達(dá)的中位數(shù)作為缺氧評分,我們將腫瘤分為高缺氧(正評分)和低缺氧組(負(fù)評分)落追,無論其IDH突變狀態(tài)如何盈滴。
  9. 我們隊(duì)列中低缺氧評分的患者顯示出顯著更好的生存率(p值 < 0.01;補(bǔ)充圖S8E)轿钠。
  10. 我們進(jìn)一步將年齡和性別作為生存分析的協(xié)變量巢钓,并得到了相同的結(jié)論(p = 0.05,補(bǔ)充圖S8E)疗垛。
  11. 此外症汹,我們分別檢查了GBM和IDH突變腫瘤的生存差異。
  12. 我們在GBM患者中觀察到了相同趨勢(補(bǔ)充圖S8G)贷腕。
  13. 然而背镇,對于IDH突變隊(duì)列咬展,這些分析未能達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,因?yàn)橹挥幸粋€IDH突變腫瘤具有高缺氧評分瞒斩。
Para_02
  1. 為了跟進(jìn)IDH野生型腫瘤具有更高的HIF1A途徑激活這一發(fā)現(xiàn)挚赊,我們對IDH野生型和IDH突變型星形膠質(zhì)細(xì)胞瘤及NAT切片進(jìn)行了CODEX分析。
  2. 我們發(fā)現(xiàn)IDH野生型而非IDH突變型腫瘤中SERPINE1表達(dá)量高(圖8E)济瓢。
  3. 我們進(jìn)一步檢查了兩個IDH野生型樣本(C3L-01046和C3N-03448)中表現(xiàn)出強(qiáng)烈SERPINE1染色的區(qū)域,并使用額外的標(biāo)記物進(jìn)行細(xì)胞類型鑒定(補(bǔ)充表S4)妹卿。
  4. 通過分割推斷細(xì)胞邊界旺矾,我們發(fā)現(xiàn)SERPINE1在一部分但并非全部OLIG2+和/或GFAP+細(xì)胞以及一小部分IBA1+細(xì)胞中表達(dá),而這種情況幾乎僅出現(xiàn)在IDH野生型腫瘤中夺克。
  5. 隨后箕宙,我們利用先前報(bào)道的來自19個CPTAC膠質(zhì)母細(xì)胞瘤樣本的單細(xì)胞RNA數(shù)據(jù),探究不同細(xì)胞類型中的SERPINE1轉(zhuǎn)錄表達(dá)情況铺纽。
  6. 與我們的CODEX發(fā)現(xiàn)一致柬帕,在所觀察到的五種最豐富的細(xì)胞類型中,巨噬細(xì)胞和惡性細(xì)胞是SERPINE1表達(dá)最高的前兩種細(xì)胞(補(bǔ)充圖S8G和S8H)狡门。
  7. 雖然沒有單一特異性標(biāo)志物可以明確標(biāo)記惡性細(xì)胞陷寝,但我們之前的單細(xì)胞RNA數(shù)據(jù)表明,OLIG2和GFAP在惡性細(xì)胞中表達(dá)最高(補(bǔ)充圖S8H)其馏。
  8. 總之凤跑,這些數(shù)據(jù)與IDH野生型腫瘤中HIF1A途徑激活更高相一致,這得到了腫瘤細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中較高SERPINE1水平的支持叛复。
Para_03
  1. IDH突變型星形細(xì)胞瘤和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤之間差異豐富的磷酸化位點(diǎn)在與肌動蛋白相關(guān)和細(xì)胞間連接途徑中富集(圖S8I)仔引。
  2. 我們進(jìn)一步比較了IDH突變型星形細(xì)胞瘤和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的miRNA表達(dá),并確定了幾種與IDH1突變相關(guān)的失調(diào)miRNA(圖S8J)褐奥。
  3. 例如咖耘,miR-504-5p在IDH突變型星形細(xì)胞瘤中上調(diào);先前的研究已證明miR-504過表達(dá)延長了攜帶源自膠質(zhì)母細(xì)胞瘤干細(xì)胞異種移植瘤的小鼠的生存期撬码。
Para_04
  1. 我們接下來探討了IDH突變對通過磷酸化和激酶活性介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)的影響儿倒,利用了激酶庫。
  2. 與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤相比耍群,IDH突變腫瘤顯示出AMPKαs和AMPK相關(guān)激酶顯著較低的活性(圖8F)义桂。
  3. 從這項(xiàng)分析中的其他有趣觀察包括,在IDH突變型星形細(xì)胞瘤中免疫相關(guān)激酶(TBK1和IKKE)的活性較低蹈垢,以及TNIK的高激活水平慷吊,據(jù)報(bào)道TNIK參與調(diào)控神經(jīng)元樹突延伸和神經(jīng)元信號傳導(dǎo)(圖8F和S8K)。

Discussion

Para_01
  1. 在本報(bào)告中曹抬,我們將181例IDH野生型原發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤與16例IDH突變型4級星形細(xì)胞瘤進(jìn)行了比較溉瓶,后者在手術(shù)時(shí)曾被誤分類為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,重點(diǎn)在于理解與IDH突變顯著相關(guān)的好轉(zhuǎn)預(yù)后的分子基礎(chǔ)。
  2. 這項(xiàng)工作補(bǔ)充了先前規(guī)模較小的GBM CPTAC研究堰酿,該研究樣本數(shù)量較少疾宏,并且使用的是蛋白質(zhì)基因組平臺,沒有匹配的縱向樣本触创。
  3. 那項(xiàng)研究確定了間充質(zhì)GBM中的EMT特征來源于腫瘤細(xì)胞而非基質(zhì)坎藐;識別出四種由不同免疫細(xì)胞群驅(qū)動的GBM免疫亞型;發(fā)現(xiàn)經(jīng)典型GBM中組蛋白H2B乙鹾甙螅化富集岩馍;并且指出了PTPN11潛在的重要性。
  4. 在這里抖韩,我們的主要發(fā)現(xiàn)包括:(a) 同一患者縱向樣本中染色質(zhì)可及性和RNA表達(dá)的單細(xì)胞分辨率蛀恩;(b) 具有不同突變(TERTp/PTEN和TERTp/EGFR)的腫瘤表現(xiàn)出相似的糖蛋白組學(xué)、翻譯后修飾以及代謝組學(xué)特征茂浮;(c) EGFR双谆、PDGFR和IDH1下游通路匯聚于PTPN11;(d) IDH突變型腫瘤中低缺氧特征和AMPKα活性降低之間的關(guān)聯(lián)席揽;以及(e) 腫瘤復(fù)發(fā)的代謝組學(xué)和糖蛋白組學(xué)標(biāo)志顽馋。
  5. 除了表明個體遺傳改變下游存在顯著匯聚的數(shù)據(jù)之外,我們認(rèn)為這里呈現(xiàn)的高質(zhì)量多組學(xué)數(shù)據(jù)為神經(jīng)腫瘤學(xué)界提供了寶貴的資源幌羞。
  6. 這些數(shù)據(jù)可以用于通過轉(zhuǎn)基因小鼠和遺傳操作的細(xì)胞系等實(shí)驗(yàn)?zāi)P拖到y(tǒng)生成可驗(yàn)證的假設(shè)趣避,以測試推動腫瘤進(jìn)展的機(jī)制或識別可利用的脆弱點(diǎn)來改善臨床結(jié)果。
Para_02
  1. 在高級別膠質(zhì)瘤(HGG)中新翎,腫瘤復(fù)發(fā)幾乎是普遍現(xiàn)象程帕,而對腫瘤隨時(shí)間變化及對治療反應(yīng)的理解不斷加深可能有助于改善治療策略。
  2. 通過研究25個原發(fā)性和復(fù)發(fā)性腫瘤的單細(xì)胞水平以及它們的代謝組地啰、脂質(zhì)組愁拭、糖蛋白組和磷酸化蛋白組,我們發(fā)現(xiàn)這些腫瘤隨時(shí)間及治療逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦g充質(zhì)的狀態(tài)亏吝,并顯示出細(xì)胞周期和錯配修復(fù)基因表達(dá)下降岭埠。
  3. 復(fù)發(fā)性腫瘤中有一部分蛋白質(zhì)增加了糖基化,我們還觀察到與神經(jīng)元突觸和中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的免疫相關(guān)的特征富集蔚鸥。
  4. 這些結(jié)果總體上與Kim等人52的研究觀察一致惜论,他們使用了更多的縱向樣本,觀察到了蛋白質(zhì)豐度水平上的增殖減少和神經(jīng)元特性的增加止喷。
  5. 我們的研究提供了更多機(jī)制細(xì)節(jié)馆类,包括觀察到轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)的適當(dāng)變化,這些變化可能驅(qū)動向更神經(jīng)元狀態(tài)的轉(zhuǎn)變弹谁,以及同時(shí)表達(dá)類似神經(jīng)元的糖基化模式乾巧。
  6. 我們將原發(fā)性和復(fù)發(fā)性腫瘤中的驅(qū)動基因突變進(jìn)行比較句喜,主要顯示了進(jìn)化的異質(zhì)性模式。
  7. 這些發(fā)現(xiàn)突出了侵襲性原發(fā)性和復(fù)發(fā)性腫瘤之間的遺傳和翻譯后修飾差異范圍廣泛沟于,并提示針對蛋白質(zhì)相互作用咳胃、PTMs和代謝物可能是對抗復(fù)發(fā)的有效手段
Para_03
  1. 本研究的局限性包括樣本量相對較小,且族裔和種族多樣性有限旷太,以及依賴于批量采樣的策略展懈。
  2. 小型子集,如腦轉(zhuǎn)移和二次復(fù)發(fā)的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤病例供璧,并未納入主要分析中标沪,但作為資源提供。
  3. 研究結(jié)論主要基于分子觀察與可獲得臨床參數(shù)之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)聯(lián)嗜傅,而機(jī)制驗(yàn)證則較為有限。
Para_04
  1. 總之檩赢,本研究的一個主要成果是發(fā)現(xiàn)了攜帶不同驅(qū)動基因變異的腫瘤之間存在的共同特征吕嘀,這突顯了促進(jìn)腫瘤信號事件的復(fù)雜性。
  2. 在同一平臺上追蹤同一患者初始和復(fù)發(fā)腫瘤的分子景觀隨時(shí)間的變化表明贞瞒,在治療過程中腫瘤發(fā)生的異質(zhì)性變化偶房,同時(shí)也突出了在復(fù)發(fā)時(shí)頻繁富集的通路。
  3. 我們希望聚焦于識別協(xié)同事件和共同調(diào)控網(wǎng)絡(luò)能為治療干預(yù)提供更多目標(biāo)军浆,前提是需要進(jìn)行超出本研究范圍的功能驗(yàn)證研究棕洋。

STAR★Methods

Key resources table

關(guān)鍵資源表格

Resources availability

資源的可用性

Lead contact

主要聯(lián)系人

Para_01
  1. 更多信息和資源及試劑的請求應(yīng)發(fā)送至通訊作者李丁(lding@wustl.edu)乒融,并由其處理掰盘。

Materials availability

材料可用性

Para_01
  1. 本研究未產(chǎn)生新的獨(dú)特試劑。

Data and code availability

數(shù)據(jù)和代碼的可獲得性

Para_01
  1. 本文報(bào)告的臨床數(shù)據(jù)赞季、蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)(原始質(zhì)譜文件和全局蛋白質(zhì)組學(xué)及蛋白質(zhì)翻譯后修飾處理后的數(shù)據(jù)文件)以及代謝組學(xué)數(shù)據(jù)可通過蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(PDC)獲取愧捕,網(wǎng)址為:https://pdc.cancer.gov/
  2. 基因組學(xué)申钩、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和單細(xì)胞核RNA測序多組學(xué)數(shù)據(jù)文件可通過基因組數(shù)據(jù)共享平臺(GDC)獲取次绘,網(wǎng)址為:https://portal.gdc.cancer.gov/projects/CPTAC-3
  3. 我們建議使用樣本ID清單以確保探索完整的數(shù)據(jù)集撒遣,包括轉(zhuǎn)移性樣本邮偎。
  4. 單細(xì)胞核ATAC測序多組學(xué)數(shù)據(jù)文件可通過癌癥數(shù)據(jù)服務(wù)(CDS)獲取,網(wǎng)址為:https://dataservice.datacommons.cancer.gov/义黎。
  5. 本出版物中使用的處理數(shù)據(jù)也可在蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺禾进、Python包和LinkedOmics中找到。
  6. 病理學(xué)和CODEX圖像可通過癌癥影像檔案庫(TCIA)獲取廉涕,網(wǎng)址為:https://doi.org/10.7937/K9/TCIA.2018.3RJE41Q1命迈。
  7. 影像組學(xué)數(shù)據(jù)可通過影像數(shù)據(jù)共享平臺獲取贩绕,網(wǎng)址為:https://portal.imaging.datacommons.cancer.gov/explore/filters/?collection_id=CPTAC&collection_id=cptac_gbm

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