Basic Information

• 英文標題： Pan-cancer analysis of post-translational modifications reveals shared patterns of protein regulation
• 中文標題：泛癌分析揭示蛋白質(zhì)調(diào)控中的共有翻譯后修飾模式
• 發(fā)表日期：NA
• 文章類型：Article
• 所屬期刊：Cell
• 文章作者：Yifat Geffen | Daniel Cui Zhou
• 文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009286742300781X

Highlights

Para_01

• 無監(jiān)督聚類揭示了33種全癌種多組學(xué)特征
• PTM異常調(diào)控與特定的DNA損傷修復(fù)機制相關(guān)聯(lián)
• 代謝蛋白的乙蹙厦迹化變化與腫瘤免疫狀態(tài)相關(guān)
• Thr/Ser激酶的磷酸化受到鄰近乙酰化的影響

Summary

Para_01

1. 翻譯后修飾（PTMs）在調(diào)控正常細胞和癌細胞中的信號傳導(dǎo)和生理機能方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用诱渤。
2. 質(zhì)譜技術(shù)的進步使得能夠進行高通量盖袭、精確且靈敏地測量PTM水平蹬刷，從而更好地理解它們的作用赴捞、普遍性和相互作用吮成。
3. 在此橱乱，我們分析了來自1,110名患者的最大規(guī)模的蛋白質(zhì)基因組學(xué)數(shù)據(jù)集辜梳，這些數(shù)據(jù)覆蓋了11種癌癥類型（其中10種來自國家癌癥研究所臨床蛋白質(zhì)腫瘤分析聯(lián)盟[CPTAC]）的PTM概況。
4. 我們的研究揭示了涉及標志性的癌癥過程中的蛋白質(zhì)乙跤镜化和磷酸化變化的泛癌癥模式作瞄。
5. 這些模式揭示了來自不同癌癥類型的腫瘤亞群，包括由磷酸化驅(qū)動的DNA修復(fù)失調(diào)危纫、與免疫反應(yīng)相關(guān)的代謝調(diào)節(jié)改變以及由乙踝诨樱化導(dǎo)致的激酶特異性受到影響，同時還有經(jīng)由乙踔值化和磷酸化之間的相互作用而被修改的組蛋白調(diào)控契耿。
6. 總體而言，這一資源突顯了由PTMs調(diào)控的豐富生物學(xué)機制螃征，并揭示了潛在的新治療途徑宵喂。

Graphical abstract

Keywords

• post-translational modifications; pan-cancer; genomics; transcriptomics; mass spectrometry; proteomics; DNA damage response; metabolism; CPTAC

Introduction

Para_01

1. 基于基因組的系統(tǒng)性腫瘤研究已經(jīng)徹底改變了我們對腫瘤生物學(xué)的理解，并且對患者的治療產(chǎn)生了重大影響会傲。
2. 然而锅棕，許多癌癥仍然缺乏有效的治療方法或是特征描述不足，這突顯了它們復(fù)雜的生物學(xué)特性以及分子和表型的異質(zhì)性淌山。
3. 近期裸燎，在樣本處理和液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）方面的進展使得大規(guī)模量化蛋白質(zhì)水平和翻譯后修飾（PTMs）成為可能。

Para_02

1. 臨床蛋白質(zhì)組腫瘤分析聯(lián)盟（CPTAC）的共同努力已經(jīng)為各種癌癥類型生成了龐大的蛋白質(zhì)基因組數(shù)據(jù)集泼疑。
2. 這些研究均包含了蛋白質(zhì)翻譯后修飾（PTMs）德绿，并開始彌合分子特征與表型后果之間的差距，識別出具有潛在治療脆弱性的新癌癥亞型退渗。
3. 盡管取得了這些進展移稳，并且PTMs在調(diào)節(jié)和微調(diào)細胞信號傳導(dǎo)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，但它們的共同模式会油、不同PTMs之間的交叉作用（例如磷酸化个粱、乙酰化等）翻翩，以及多種PTMs如何形成調(diào)控網(wǎng)絡(luò)仍然知之甚少都许，特別是在不同癌癥類型之間更是如此。

Para_03

1. 先前的泛癌癥基因組研究已證明嫂冻，調(diào)查不同癌癥類型中的重復(fù)基因和通路改變有助于加深我們對驅(qū)動癌癥的基本分子事件的理解胶征。
2. 在此，我們旨在識別跨癌癥類型的共同和差異化的PTM模式桨仿，以探究在多種癌癥中改變的共同的翻譯后調(diào)控機制睛低，以此來擴展和補充基因組學(xué)研究。
3. 為此，我們利用來自11項研究的數(shù)據(jù)構(gòu)建了一個統(tǒng)一的泛癌癥隊列钱雷，涵蓋了1,110名未經(jīng)治療的患者的完整基因組莺戒、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組以及PTM（磷酸化和乙跫辈ǎ化）數(shù)據(jù)（圖1A）。
4. 這使我們能夠?qū)ふ以趩蝹€隊列中由于樣本量有限（39至140名患者）而無法識別的模式瘪校。

5. 為了專注于跨癌癥的共同且與組織無關(guān)的模式澄暮，在數(shù)據(jù)類型的標準化過程中，我們將特定于組織的影響進行了回歸分析（STAR方法）阱扬。

   
   

• 圖1. 泛癌癥數(shù)據(jù)集概覽 (A) 泛癌癥分析工作流程：(左側(cè)) 可用隊列的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)泣懊；(中間頂部) 可用的數(shù)據(jù)類型及基于RNA、蛋白質(zhì)和磷酸化位點的多組學(xué)特征的發(fā)現(xiàn)麻惶，(中間底部) 基于特征活性的樣本聚類馍刮；(右側(cè)頂部) 用于研究腫瘤簇和途徑的實驗和計算工具；(右側(cè)底部) 突出顯示帶有改變的翻譯后修飾的癌癥途徑窃蹋。
• （B） 隊列中的腫瘤突變負擔（TMB）— CPTAC中位數(shù)卡啰，紅色；TCGA中位數(shù)警没，橙色虛線匈辱。
• （C） 展示共享表達基因（RNA）分布及不同RNA生物類型的貢獻的不交集圖。
• （D） 展示不同隊列間共享蛋白質(zhì)（左側(cè)）杀迹、位點水平磷酸化（中間）和乙跬隽常化（右側(cè)）分布的不交集圖（為了清晰可見，條形圖代表約85％的數(shù)據(jù)）树酪。參見補充圖S1浅碾。

Para_03

1. 我們的分析重點放在了（1）已知在癌癥中失調(diào)且受到PTM緊密調(diào)控的經(jīng)典途徑，包括DNA損傷和修復(fù)途徑续语、細胞免疫代謝以及基因表達的組蛋白水平調(diào)控垂谢；（2）不同類型的PTM之間可能存在的交互作用。
2. PTM具有從快速到持續(xù)再到長期的一系列潛在調(diào)控效應(yīng)疮茄。
3. 在免疫和代謝反應(yīng)中埂陆，PTM的瞬時性和可逆性使得細胞能夠快速響應(yīng)以適應(yīng)微環(huán)境的變化。
4. 另一方面娃豹，PTM對組蛋白修飾的影響可以影響細胞程序的長期調(diào)控焚虱；事實上，在癌癥中懂版，異常的組蛋白乙蹙樵裕化可以失活腫瘤抑制因子或激活致癌基因。
5. 在DNA修復(fù)過程中，磷酸化在調(diào)節(jié)DNA修復(fù)蛋白活性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用民鼓，而聚焦于PTM的分析可能有助于更好地描繪DNA修復(fù)的全貌薇芝，特別是在DNA修復(fù)缺陷型癌癥中。
6. 最后丰嘉，絲氨酸/蘇氨酸磷酸化和賴氨酸乙鹾坏剑化是在真核生物中最廣泛分布且保守的PTM之一。
7. 盡管迄今為止大多數(shù)研究集中在單一類型的PTM如何調(diào)控細胞過程上饮亏，但蛋白質(zhì)攜帶多種PTM類型的認識表明它們可能共同作用以聯(lián)合體現(xiàn)復(fù)雜的調(diào)控效應(yīng)耍贾，其中許多效應(yīng)尚未得到充分探索。

Para_04

1. 總體而言路幸，這是首個針對泛癌癥研究荐开，詳細闡述了乙酰化和磷酸化的廣泛調(diào)控及其在不同癌癥類型中的共有模式简肴。
2. 綜合來看晃听，我們的研究成果構(gòu)成了一項豐富的資源庫，可用于探索和提出關(guān)于癌癥中由蛋白質(zhì)翻譯后修飾調(diào)控過程的假設(shè)砰识，經(jīng)過進一步的實驗驗證后能扒，可能有助于發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點或提示影響癌癥生物學(xué)的新方法。

Results

Pan-cancer dataset overview

泛癌癥數(shù)據(jù)集概覽

Para_01

1. 先前的CPTAC蛋白質(zhì)基因組研究揭示了基于蛋白質(zhì)的分子腫瘤亞型辫狼，并利用蛋白質(zhì)翻譯后修飾識別了癌癥特異性途徑赫粥。
2. 在本研究中，我們將CPTAC隊列的數(shù)據(jù)整合起來予借，以實現(xiàn)跨癌癥類型的基因越平、蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)翻譯后修飾模式的泛癌癥分析。
3. 為了實現(xiàn)這一目標灵迫，CPTAC泛癌癥工作組使用標準化流程對體細胞突變秦叛、體細胞拷貝數(shù)改變(SCNAs)、mRNA表達瀑粥、蛋白質(zhì)豐度挣跋、磷酸化、乙跄唬化以及臨床數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)一處理(圖S1)避咆。
4. 最終合并的數(shù)據(jù)集包括來自11個隊列的1,110名患者(圖1A)。
5. 十個腫瘤類型是CPTAC的一部分修噪，包括膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)查库、頭頸部鱗狀細胞癌(HNSCC)、肺腺癌(LUAD)黄琼、肺鱗狀細胞癌(LSCC)樊销、乳腺癌(BRCA)、胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)、透明細胞腎細胞癌(ccRCC)围苫、高級別漿液性卵巢癌(HGSC)裤园、子宮內(nèi)膜癌(UCEC)和結(jié)直腸腺癌(COAD)。
6. 還納入了一個外部髓母細胞瘤(MB)數(shù)據(jù)集剂府，該數(shù)據(jù)集遵循與CPTAC數(shù)據(jù)集相同的所有可用數(shù)據(jù)類型的協(xié)議生成拧揽，但缺乏全外顯子DNA測序。
7. 對于每位患者腺占，我們鑒定了胚系和體細胞變異淤袜，并量化了基因表達、蛋白質(zhì)豐度及蛋白質(zhì)翻譯后修飾水平(星號方法)湾笛。
8. 我們檢測到每位患者平均約有25,000個外顯子胚系變異和約320個外顯子體細胞突變，體細胞突變負擔的中位數(shù)與癌癥基因組圖譜隊列相符(圖1B)闰歪。
9. 正如預(yù)期嚎研，一部分UCEC和COAD患者的腫瘤突變負荷(TMB)異常高，這反映了微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)和聚合酶校讀缺陷(POLE和POLD1核酸外切酶域突變)库倘。
10. 此外临扮，我們發(fā)現(xiàn)平均約有24,000個基因(包括編碼基因和非編碼基因)在任何隊列中都有表達(每百萬轉(zhuǎn)錄本[TPM]≥0.1且至少在20%的患者中有≥6個讀取)。

11. 我們檢測到每位患者平均約有10,000種蛋白質(zhì)教翩、約22,000個磷酸化位點和約6,000個乙醺擞拢化位點(6個隊列可用)(星號方法；圖1C和1D)

    
    

• 圖S1. 泛癌癥數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)饱亿，與圖1相關(guān) (A) 密度圖顯示了蛋白質(zhì)修飾水平及其對應(yīng)的蛋白質(zhì)水平蚜退。對于每一對蛋白質(zhì)修飾-蛋白質(zhì)，使用普通最小二乘法(OLS)進行擬合彪笼，并將擬合得到的殘差作為校正了蛋白質(zhì)豐度的蛋白質(zhì)修飾水平钻注。原始磷酸化組豐度（左），推算的磷酸化組豐度（用于聚類配猫，中）幅恋，以及原始乙酰化組豐度（右）泵肄。 (B) 在應(yīng)用批效應(yīng)校正（使用COMBAT）前后捆交，對10個CPTAC隊列和髓母細胞瘤隊列的轉(zhuǎn)錄組TPM進行主成分分析(PCA)投影。頂部的PCA圖按測序協(xié)議著色（poly-腺苷化的mRNA富集[紅色]和總RNA[藍色]）腐巢，底部的PCA圖按隊列著色品追。 (C) 特征分布展示了最終歸一化的RNA數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)冯丙、校正了蛋白質(zhì)豐度的磷酸化數(shù)據(jù)以及經(jīng)過隊列校正后的最終多組學(xué)特征空間诵盼。分布圖按隊列著色。 (D) 在所有1,110個樣本的PCA上，輸入到非負矩陣分解(NMF)中的多組學(xué)特征的投影风宁，按隊列著色尺迂；（頂行）結(jié)合所有特征——mRNA、蛋白質(zhì)和磷酸化搅幅，（中行）mRNA喂走，（底行）蛋白質(zhì)和磷酸化。（左+中列）回歸去除隊列特異性效應(yīng)前后的特征饮寞，（右列）回歸后的特征分為正值和負值用于NMF孝扛。

Para_01

1. 接下來，因為我們旨在尋找泛癌癥模式幽崩，我們分析了基因苦始、蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)翻譯后修飾位點之間的重疊。
2. 我們發(fā)現(xiàn)大約21,000個基因在所有隊列中都有表達（約14,500個編碼蛋白質(zhì)和約6,500個非編碼慌申；圖1C）陌选；此外，在所有隊列中檢測到了6,333種蛋白質(zhì)蹄溉，占數(shù)據(jù)的大部分咨油。
3. 重要的是，蛋白質(zhì)翻譯后修飾在每種腫瘤類型中顯示出更離散的模式柒爵，相對較少的修飾在隊列間共享（圖1D役电，中間和右側(cè)面板；補充表S1）棉胀。
4. 這可能反映了它們在細胞和組織水平上超越基因或蛋白質(zhì)表達的作用法瑟，用于精細調(diào)節(jié)響應(yīng)。

Pan-cancer PTM landscape

泛癌癥蛋白質(zhì)翻譯后修飾全景

Para_01

1. 為了探索跨癌癥的共有PTM模式唁奢，我們首先整合了所有11個隊列中可用的數(shù)據(jù)類型——具體來說瓢谢，包括基因表達、蛋白質(zhì)豐度和磷酸化蛋白水平數(shù)據(jù)——同時消除了組織特異性效應(yīng)以去除腫瘤類型間的明顯差異（圖S1A至S1D驮瞧；STAR方法）氓扛。
2. 我們應(yīng)用了SignatureAnalyzer，這是一種非負矩陣分解（NMF）的貝葉斯變體论笔，在由14,057個特征組成的綜合集合所代表的1,110個腫瘤上進行分析（參見STAR方法中的SignatureAnalyzer部分）采郎，從而獲得了33個泛癌多組學(xué)特征。
3. 值得注意的是狂魔，大多數(shù)特征都有來自這3種類型的貢獻（圖2A蒜埋；STAR方法）。
4. 除了定義這些特征外最楷，SignatureAnalyzer還估計了每個特征在每個腫瘤中的活性水平整份。

5. 通過將每個腫瘤分配給其最活躍的特征待错，我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)特征跨越多種腫瘤類型（圖S2A），這表明這些特征總體上反映了泛癌生物學(xué)過程烈评。

   
   

• 圖2. 泛癌蛋白質(zhì)翻譯后修飾景觀 (A) 基于其特征活動的樣本相似性矩陣的層次聚類（中間熱圖）火俄。軌跡：（頂部）聚類和隊列注釋，（中間）全外顯子突變特征讲冠，以及（下方）ESTIMATE分配瓜客。樹狀圖第一次分割左右兩側(cè)差異表達途徑中的RNA、蛋白質(zhì)及磷酸化位點顯示在下部熱圖中竿开。 (B) 基于樹狀圖第一次分割時各激酶差異表達底物的激酶庫富集情況以氣泡圖表示谱仪。富集（紅色），耗竭（藍色）否彩。 (C) CLUMPS-PTM對第一次分割的結(jié)果顯示差異乙醴柙埽化（左側(cè)，三角形）或磷酸化（右側(cè)列荔，方框）位點具有顯著的三維空間聚集敬尺。圓圈代表基于兩者聯(lián)合的顯著性。DDR標志基因集（藍色）肌毅。紅色筷转，顯著結(jié)果姑原，F(xiàn)DR < 0.1悬而；黃色，接近顯著的結(jié)果锭汛，F(xiàn)DR < 0.25笨奠。 (D) SRSF2磷酸化位點群在三維晶體結(jié)構(gòu)上的分布（青色，PDB: 2LEA）唤殴，RRM-1域（琥珀色般婆，RNA識別模體），磷酸化位點（紫色）朵逝。 (E) ARID1A乙跷蹬郏化位點群在三維晶體結(jié)構(gòu)上的分布（青色，PDB: 6LTH）配名，乙跗⊙剩化位點（粉色）。 (F) 違約提琴圖展示ARID1A（左側(cè)）及糖皮質(zhì)激素靶標（右側(cè)）蛋白豐度在樹狀圖第一次分割時的變化渠脉。參見補充圖S2宇整。

• 圖S2. 患者聚類及CLUMPS-PTM方法，與圖2相關(guān) (A) 根據(jù)隊列劃分的患者分配的最大加權(quán)特征的堆疊條形圖（左側(cè)）芋膘。堆疊條形圖顯示了歸一化后鳞青，每個特征下最大分配的患者數(shù)量的分布（右側(cè)）霸饲。
• (B) 基于多組學(xué)NMF特征權(quán)重的腫瘤多組學(xué)層次聚類。熱圖表示腫瘤之間的成對余弦相似度臂拓。非重疊簇用黃色框標出厚脉。頂部軌跡顯示簇的分配情況。樹狀圖根據(jù)樹的第二級進行著色埃儿。
• (C) 由貢獻最大的特征所占樣本NMF特征權(quán)重的比例分布（左上）器仗；解釋至少90%樣本特征權(quán)重所需的特征數(shù)的分布（右上）；由貢獻最大的特征所占樣本NMF特征權(quán)重的比例與第二大特征所占比例之差的分布（底部）童番。
• (D) 新開發(fā)的CLUMPS-PTM算法的工作流程圖精钮。
• (E) 顯示從蛋白質(zhì)序列到PDB結(jié)構(gòu)映射的Sankey圖。蛋白質(zhì)序列通過BLASTP+比對至UniProtKB數(shù)據(jù)庫剃斧，然后篩選出那些使用結(jié)構(gòu)轨香、功能、分類和序列集成方法(SIFTS)識別出的注釋良好的匹配蛋白質(zhì)幼东。這些蛋白質(zhì)隨后映射到在整個CPTAC數(shù)據(jù)集中至少包含3個修改過的PTM位點的可用晶體結(jié)構(gòu)（左上角）臂容。Sankey圖展示了CPTAC數(shù)據(jù)集中的所有PTM位點，分為那些具有映射至可用UniProt輸入蛋白質(zhì)的訪問號根蟹，然后是那些經(jīng)SIFTS數(shù)據(jù)庫驗證的具有可用PDB結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)（左下角）脓杉。小提琴圖顯示了映射或未映射至PDB結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)和PTM位點與UniProt數(shù)據(jù)庫的BLASTP+相對同一性得分（右側(cè)）。
• (F) 堆疊條形圖總結(jié)了CLUMPS-PTM的結(jié)果简逮，顯示了基于特定組差異表達測試和方向而檢測的蛋白質(zhì)總數(shù)（頂部）球散。堆疊顯示了名義上顯著的結(jié)構(gòu)數(shù)量（p < 0.1；黃色）以及通過多重假設(shè)檢驗（FDR < 0.1散庶；紅色）的乙踅堆撸化組、磷酸化組和組合采樣器的數(shù)量悲龟。CLUMPS-PTM磷酸化和乙跷菅龋化命中（q值 < 0.1）針對泛癌樹狀圖頂部左右兩部分的對比（底部）。第一個熱圖（左側(cè)）指示了每個隊列中對差異PTM簇有所貢獻的不同肽段的數(shù)量须教。x軸代表隊列皿渗。第二個熱圖（右側(cè)）擴展了每個CLUMPS-PTM命中，并顯示了樹狀圖頂部左右分支間每個代表性肽段的對數(shù)倍變化轻腺。藍色表示磷酸化的簇位點乐疆。

Para_01

1. 為了表征具有共享和分歧生物學(xué)特性的腫瘤亞組，我們根據(jù)樣本在33個特征上的活性進行了層次聚類分析约计，這些特征更能穩(wěn)健地反映每個樣本中的泛癌癥生物學(xué)過程（表S2诀拭；STAR方法）。
2. 此外煤蚌，為了定義一組共享最顯著生物學(xué)特性的樣本（用于某些下游分析）耕挨，我們遍歷了系統(tǒng)發(fā)育樹细卧，并基于最常見的主導(dǎo)特征來確定聚類，識別出了26個不重疊的終端聚類（圖S2B和S2C）筒占。
3. 為了進一步探索每組中的生物學(xué)特性贪庙，我們在RNA、蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)翻譯后修飾（PTM）水平上進行了途徑富集分析（表S2）翰苫，并應(yīng)用了多種專門設(shè)計來識別PTM差異的方法：(1) CLUMPS-PTM（圖S2D至S2F止邮；STAR方法），(2) 激酶庫奏窑，(3) CausalPath导披，(4) 蛋白質(zhì)翻譯后修飾特征富集分析（PTM-SEA），以及(5) 預(yù)測組蛋白調(diào)控因子差異活性的方法（在STAR方法中提到的PTM專用工具）埃唯。
4. 匯總這些結(jié)果使我們能夠全面描述我們泛癌癥隊列中腫瘤生物學(xué)的差異撩匕。

Para_02

1. 我們通過關(guān)注譜系樹頂部的分裂開始分析，該分裂左側(cè)顯著富集了DNA損傷響應(yīng)（DDR）和增殖途徑（MYC和E2F）墨叛，右側(cè)則是肌細胞生成和上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）途徑（圖2A）止毕。
2. 我們應(yīng)用了位點特異性途徑富集分析—PTM-SEA以及基于底物特異性預(yù)測修飾調(diào)節(jié)因子的激酶庫（在STAR方法中屬于PTM專用工具）。
3. 這兩種工具均顯示漠趁，在第一次分裂的左側(cè)扁凛，周期依賴性激酶（CDK）活性顯著富集，而p21激活的激酶（PAKs）下調(diào)（圖2B闯传；補充表S2）谨朝。
4. 這些結(jié)果與途徑激活差異一致，因為CDK介導(dǎo)的磷酸化與快速細胞增殖相關(guān)丸边，而PAKs則與肌動蛋白細胞骨架重塑及伴隨EMT過程中的遷移表型增強相關(guān)叠必。

Para_03

1. 使用CLUMPS-PTM來識別蛋白質(zhì)3D結(jié)構(gòu)中相關(guān)聯(lián)的磷酸化位點群集（在STAR方法中的PTM專用工具）荚孵，我們發(fā)現(xiàn)了22種蛋白質(zhì)具有顯著的磷酸化位點群集（錯誤發(fā)現(xiàn)率小于0.1）妹窖，這些位點在分層圖的左側(cè)與右側(cè)比較時，在首次分裂時上調(diào)收叶。
2. 顯著磷酸化群集的頂級命中之一是SRSF2（錯誤發(fā)現(xiàn)率為0.044）骄呼，這是一種富含絲氨酸和精氨酸的剪接因子。
3. 該群集位于RRM-1域內(nèi)判没，其磷酸化形式已顯示能與E2F1相互作用蜓萄，從而促進細胞周期靶基因如cyclin E的轉(zhuǎn)錄調(diào)控（圖2D和補充圖S2F），進而促進肺癌細胞系中的細胞增殖澄峰。

Para_04

1. 對于乙跫倒粒化位點，我們僅發(fā)現(xiàn)一個蛋白質(zhì)ARID1A具有顯著的聚集（FDR = 0.085）俏竞。
2. ARID1A是一種SWI/SNF染色質(zhì)重塑因子绸硕，在癌癥中通常發(fā)生突變堂竟，并在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮復(fù)雜作用。
3. 該聚集位于ARID1A的C末端尾巴內(nèi)玻佩，處于糖皮質(zhì)激素受體（GR）結(jié)合域（圖2E和S2F）出嘹。
4. GR調(diào)節(jié)許多基因的產(chǎn)物，這些產(chǎn)物增加分解代謝咬崔，減少炎癥税稼，并增加細胞存活。
5. 在這個聚集中的乙蹩逅梗化增強可能阻止了蛋白質(zhì)C末端的一個泛素化位點郎仆，這將減少ARID1A的降解，并可能增加GR信號傳導(dǎo)兜蠕。
6. 實際上丸升，我們在樹狀圖左側(cè)觀察到ARID1A和GR靶標的蛋白豐度更高（圖2F）。

Mechanisms of PTM dysregulation in DNA repair-deficient tumors

DNA修復(fù)缺陷腫瘤中PTM失調(diào)的機制

Para_01

1. 接下來牺氨，我們利用我們的蛋白質(zhì)基因組數(shù)據(jù)集來研究那些在基因組和轉(zhuǎn)錄組水平上無法檢測到的DNA修復(fù)缺陷的影響狡耻。
2. 首先，我們通過應(yīng)用SignatureAnalyzer對我們的數(shù)據(jù)集的五個不同部分進行了突變特征提取猴凹，這些部分分別代表了不同的環(huán)境和細胞內(nèi)源性突變機制：POLE/POLD1外切核酸酶結(jié)構(gòu)域突變體夷狰、錯配修復(fù)缺陷(MMRD)、吸煙相關(guān)郊霎、同源重組缺陷(HRD)相關(guān)以及非HRD相關(guān)（圖S3A沼头；STAR方法）。
3. 我們總共提取了22種突變特征书劝，代表了11種不同的突變過程进倍，包括MMRD和HRD（圖3A；表S3购对；STAR方法）猾昆。
4. 使用這些特征，我們確定了57例MMRD腫瘤和88例HRD腫瘤（圖S3B骡苞；STAR方法）垂蜗。

5. 與之前的泛癌癥研究一致，大多數(shù)MMRD腫瘤來自COAD和UCEC隊列（分別為21例和28例腫瘤）解幽，而HRD組則包括54例HGSC贴见、30例BRCA和4例PDAC腫瘤。

   
   

• 圖S3. 突變特征提取及DNA修復(fù)缺陷分析躲株，與圖3相關(guān) (A) 突變特征提取工作流程的示意圖以及所得突變特征的條形圖表示片部。
• （B）散點圖展示了歸因于同源重組缺陷(HRD)相關(guān)的突變特征的突變數(shù)量和突變比例的分布（頂部）。HRD分類閾值為45個突變霜定，用虛線表示档悠。已知BRCA1捆探、BRCA2或PALB2基因中有致病性或高影響種系變異的腫瘤用黑色輪廓突出；散點圖展示了結(jié)直腸癌(COAD)和子宮內(nèi)膜癌(UCEC)腫瘤中歸因于錯配修復(fù)缺陷(MMRD)相關(guān)的突變特征的突變數(shù)量和突變比例的分布（底部）站粟。MMRD分類閾值分別為72個突變和19%的突變比例黍图，分別由水平和垂直虛線表示。已知MSH6奴烙、MSH2助被、MLH1和PMS2基因中有致病性或高影響變異的腫瘤用黑色輪廓突出。
• （C）HRD和同源重組功能正常(HRP)腫瘤之間差異表達的DNA損傷反應(yīng)(DDR)基因（RNA[r圈]切诀、蛋白質(zhì)[方框]和磷酸化位點[p圓圈]水平）的途徑及其推斷出的對其他途徑成員的影響揩环。HRD腫瘤中的上調(diào)用紅色表示，下調(diào)用藍色表示幅虑。激酶與其底物之間的虛線邊緣表示該相互作用位于特定激酶所有頂級評分底物的第90百分位（激酶庫）丰滑。
• （D）結(jié)直腸癌(UCEC)和結(jié)直腸癌(COAD)MMRD腫瘤的多組學(xué)特征權(quán)重的主成分分析(PCA)。點按腫瘤類型著色（COAD倒庵，橙色褒墨；UCEC，紫色）擎宝。
• （E）MRN復(fù)合體蛋白（MRE11郁妈、RAD50和NBN）相對蛋白質(zhì)豐度（頂部）和DepMap數(shù)據(jù)集中來自CCLE COAD及UCEC癌癥細胞系的RNA表達分布。各組按錯配修復(fù)能力分開并著色（MMRD绍申，紫色噩咪；MMR功能正常，黃色）极阅。形狀指示腫瘤類型（UCEC胃碾，圓形；COAD筋搏，三角形）仆百。

• 圖3. DNA修復(fù)缺陷的蛋白質(zhì)翻譯后修飾分析 (A) 與每個隊列相關(guān)的突變特征。圓圈大小代表腫瘤的比例拆又。圓圈顏色表示每兆堿基的中位突變數(shù)儒旬。 (B) 火山圖展示了HRD和HRP腫瘤之間的差異磷酸化情況栏账。標記了MMEJ基因帖族。 (C) 基于多組學(xué)特征活性的第一主成分投影的小提琴圖，針對HRD腫瘤挡爵。點的顏色根據(jù)癌癥類型著色竖般，并按HRD聚類分開。 ?p值 < 0.05, ??p值 < 0.01, ???p值 < 0.001, 和 ????p值 < 0.0001茶鹃。 (D) 急性和慢性缺氧HRD聚類的示意圖（頂部）涣雕。箭頭長度代表缺氧持續(xù)時間艰亮。氣泡圖展示了急性和慢性缺氧HRD亞組之間的GSEA結(jié)果（底部）。 (E) 急性和慢性缺氧HRD腫瘤之間差異表達的DDR基因的CausalPath結(jié)果挣郭。急性缺氧上調(diào)（紅色）迄埃，下調(diào)（藍色）。黑色虛線兑障，基于激酶庫結(jié)果的第90百分位評分底物侄非。 (F) 展示MMRD和MMRP腫瘤之間GSEA結(jié)果的氣泡圖。MMRD途徑上調(diào)（紅色）流译，下調(diào)（藍色）逞怨。框表示DSB途徑在RNA和蛋白質(zhì)水平上的相反效應(yīng)福澡。 (G) 顯示MMRD和MMRP腫瘤之間MRN復(fù)合體蛋白的蛋白質(zhì)豐度（頂部）和RNA（底部）水平的小提琴圖（COAD [圓形] 和UCEC [三角形]）叠赦。RAD50微衛(wèi)星移碼插入/缺失樣本用紅色標出。 (H) 如(E)所示革砸，MMRD和MMRP腫瘤之間差異表達的DDR基因的CausalPath結(jié)果除秀。另見圖S3。

Para_01

1. HRD癌癥依賴替代修復(fù)途徑來緩解雙鏈斷裂(DSB)損傷算利。
2. 為了探究HRD癌癥中PTM指導(dǎo)的修復(fù)蛋白活性鳞仙，我們對DNA修復(fù)基因進行了HRD與同源重組功能正常(HRP)腫瘤之間的差異表達分析(涵蓋所有特征類型)，隨后通過CausalPath分析來識別PTM與其調(diào)節(jié)因子之間的因果關(guān)系(PTM專用工具見STAR方法部分)笔时。
3. 這些比較揭示了在112種被測量的DNA修復(fù)蛋白中的268個位點(共1,596個位點)顯著不同的磷酸化水平棍好。
4. 特別是，我們發(fā)現(xiàn)了微同源末端連接(MMEJ)途徑中8種蛋白質(zhì)(共12種)的差異允耿，該途徑是主要的HRD補償途徑(FDR ≤ 0.1借笙，圖3B；補充表S3)较锡。
5. 值得注意的是业稼，我們發(fā)現(xiàn)PARP1三種磷酸化位點的磷酸化水平增加，包括PKA介導(dǎo)的S782位點(FDR = 0.05)和ATR介導(dǎo)的S179位點(FDR = 0.05)蚂蕴，這些位點已知可調(diào)控PARP1活性低散。
6. HRD腫瘤還表現(xiàn)出POLQ S1587位點的顯著磷酸化增加(FDR = 0.05)。
7. POLQ通過抑制RAD51介導(dǎo)的同源重組促進MMEJ骡楼，其缺失已被證明會在HRD腫瘤中引起合成致死效應(yīng)熔号，包括對PARP抑制劑耐藥的細胞系(補充圖S3C)；然而鸟整，S1587位點磷酸化的功能效應(yīng)尚未得到充分研究引镊。
8. 我們還發(fā)現(xiàn)EXO1 S714位點的磷酸化水平增加(FDR = 0.04)，這是一個由ATM介導(dǎo)的位點，據(jù)推測可減弱EXO1活性并阻礙同源重組(HR)的發(fā)生弟头。
9. 因此吩抓，差異磷酸化分析揭示了可能調(diào)節(jié)因HR缺失而產(chǎn)生的補償機制的特定位點修飾。

Para_02

1. 我們觀察到88個HRD腫瘤分布在系統(tǒng)發(fā)育樹的四個主要分支上（集群A至D赴恨，圖2A）疹娶。
2. 因此，我們探討了這種劃分是否反映了不同的DNA修復(fù)活性伦连，這可能與不同的治療脆弱性相關(guān)蚓胸。
3. 首先，我們對HRD腫瘤中的多組學(xué)特征權(quán)重進行了主成分分析（PCA）除师，以驗證當僅關(guān)注這些腫瘤時沛膳，它們在泛癌癥系統(tǒng)發(fā)育樹中的劃分得以保持。
4. 我們發(fā)現(xiàn)即使是第一主成分（PC1）也能區(qū)分這些HRD集群（圖3C）汛聚。
5. 為了表征與每個集群相關(guān)的生物過程锹安，我們在A、B和C之間（由于D樣本量小倚舀，n=7叹哭，未包括D）進行了多組學(xué)差異表達分析。
6. 基因集富集分析（GSEA）顯示痕貌，與A相比风罩，B顯著上調(diào)了與缺氧相關(guān)的蛋白，而與C相比則顯著下調(diào)（假發(fā)現(xiàn)率FDR分別為0.08和0.03舵稠；附表S3）超升。
7. 先前的細胞系研究表明，缺氧程度與DNA損傷修復(fù)（DDR）之間的關(guān)系表明哺徊，急性缺氧伴隨周期性再氧化激活了DNA修復(fù)途徑以減輕與活性氧（ROS）相關(guān)的DNA損傷室琢，而慢性缺氧則停滯復(fù)制并抑制DDR。
8. 我們假設(shè)B代表一個急性缺氧群組落追，而C代表一個慢性缺氧群組盈滴。
9. 事實上，GSEA也突出顯示轿钠，在mRNA水平上ROS途徑上調(diào)（FDR=0.04）巢钓；在蛋白質(zhì)水平上DNA修復(fù)上調(diào)（FDR=0.02）；以及在B與C相比時疗垛，在mRNA和蛋白質(zhì)水平上DNA復(fù)制均上調(diào)（FDR分別為0.01和0.02）（圖3D症汹；附表S3）。
10. 類似地继谚，PTM-SEA檢測到在急性缺氧HRD集群B中DNA損傷信號激酶ATM烈菌、CHEK1和CHEK2的活性增加（FDR分別為0.09阵幸、0.02和0.06）花履，以及CDK1/2/4/6活性的富集（所有FDR=0.018芽世；附表S3），正如預(yù)期的那樣诡壁。

Para_03

1. 為了識別急性缺氧和慢性缺氧HRD腫瘤之間DDR蛋白調(diào)控因子的具體差異济瓢，我們對所有差異表達特征應(yīng)用了CausalPath。
2. CausalPath通過PARP1蛋白的增加（FDR = 0.09）檢測到急性缺氧HRD組中PARP1和XRCC1相互作用的增強妹卿，并且XRCC1位點S475旺矾、S485和T488的磷酸化減少（FDR = 0.102，圖3E）夺克。
3. 這種相互作用促進了XRCC1向ROS誘導(dǎo)的堿基損傷和單鏈斷裂位點的招募箕宙，表明在堿基切除修復(fù)(BER)途徑中PARP1活性增加。
4. 這對于PARP抑制劑的PARP捕獲機制是必要的铺纽。
5. 進一步支持PARP活性增加的是柬帕，GSEA顯示氧化磷酸化途徑在蛋白質(zhì)水平上的富集以及糖酵解途徑下調(diào)（FDR分別為0.0007和0.08）问词，這與由于PARP消耗NAD+而引起的已知促進生存的代謝從糖酵解向氧化磷酸化的轉(zhuǎn)變一致态辛。
6. 此外柿赊，CausalPath突出了CDK2對WRN S1133的磷酸化箱吕，這一點得到了激酶庫的支持（CDK2底物中的第97.5百分位）叫倍，并且這是一種對復(fù)制叉崩潰的已知反應(yīng)虐唠。
7. 總體而言确徙，專注于磷酸化的分析突顯了急性缺氧和慢性缺氧HRD腫瘤之間DDR蛋白的主要PTM活性差異氢烘，這些差異在突變特征水平上無法區(qū)分叛复。

Para_04

1. 與將HRD腫瘤分為四組不同仔引，MMRD腫瘤僅顯示出基于組織的分離（圖S3D），這促使我們對所有MMRD腫瘤進行綜合分析褐奥。
2. 類似于HRD分析肤寝，我們在與DNA修復(fù)基因相關(guān)的所有特征類型中進行了MMRD腫瘤與錯配修復(fù)功能正常（MMRP）腫瘤之間的差異表達分析（表S3）。
3. 正如預(yù)期抖僵，由于MMRD腫瘤中MLH1啟動子普遍發(fā)生高甲基化鲤看，MLH1 RNA表達和蛋白質(zhì)豐度的減少（FDR分別為1×10^-33和5×10-30）是顯著差異中最突出的。
4. 為了描述通路級別的差異耍群，我們對所有差異表達特征進行了基因集富集分析（GSEA）（圖3F义桂；表S3）。
5. 有趣的是蹈垢，在mRNA水平上慷吊，MMRD腫瘤表現(xiàn)出雙鏈斷裂（DSB）修復(fù)途徑的上調(diào)而在蛋白質(zhì)水平上則下調(diào)（FDR分別為0.09和0.01；圖3F中的框）曹抬。
6. 這種差異可能是因為不同的基因驅(qū)動了mRNA與蛋白質(zhì)通路激活水平（分別是14個與4個不同的核心基因）溉瓶。
7. 這4個核心蛋白質(zhì)是MRE11、RAD50、NBN（它們共同形成DSB感知和信號傳遞的MRN復(fù)合體）堰酿，以及ATM（FDR分別為2×10^{-17疾宏、2×10}-18、2×10^-7和2×10-3触创；圖3G）坎藐。
8. 我們探究了是否微衛(wèi)星截斷突變可以解釋這些基因mRNA和蛋白質(zhì)水平的下降，之前的研究發(fā)現(xiàn)這些突變在RAD50哼绑、MRE11和ATM中富集岩馍。
9. 我們發(fā)現(xiàn)了16位患者在RAD50中有截斷變異（10例K722fs和4例N934fs移碼插入缺失），所有這些患者均屬于MMRD組（16/49對比0/142抖韩，F(xiàn)DR=1×10^-10蛀恩，表S3；STAR方法）茂浮。
10. 由于僅有少數(shù)幾個截斷事件（MRE11和NBN分別有三個和一個）双谆，因此對MRE11和NBN變異的分析不夠充分。
11. 有趣的是励稳，在MMRD與MMRP細胞系中佃乘，MRE11、RAD50和NBN蛋白質(zhì)豐度相似地下降驹尼，但MRE11的mRNA僅輕微下降趣避，而RAD50和NBN的mRNA沒有變化甚至增加（圖S3E），這提示減少復(fù)合體中的一個蛋白質(zhì)可能會使復(fù)合體不穩(wěn)定并導(dǎo)致其他復(fù)合體蛋白質(zhì)的降解新翎。
12. 需要進一步研究來探索MMRD腫瘤中MRN復(fù)合體表達減少的機制程帕。

Para_05

1. 與先前報告一致，我們也發(fā)現(xiàn)了ATM微衛(wèi)星插入缺失變異在MMRD腫瘤中的顯著富集（16/49對比3/142地啰，F(xiàn)DR = 5 × 10^-8愁拭；表S3）。
2. 將差異表達結(jié)果應(yīng)用于CausalPath分析揭示了由于ATM丟失導(dǎo)致的DSB感知和信號傳導(dǎo)缺陷的證據(jù)（圖3H）亏吝。
3. MMRD腫瘤顯示PRKDC（DNA-PKcs）在S3205位點由ATM介導(dǎo)的磷酸化水平下降（FDR = 0.1）岭埠，這會誘導(dǎo)DSB修復(fù)信號。
4. 我們還發(fā)現(xiàn)PNKP在S114和T118位點由ATM和PRKDC介導(dǎo)的磷酸化水平下降（FDR = 0.09蔚鸥，表S3）惜论。
5. 這些位點的磷酸化對于PNKP在DSB位點的保留以及后續(xù)NHEJ途徑中DSB末端處理前的加工至關(guān)重要。
6. 這些結(jié)果突出表明止喷，蛋白質(zhì)基因組學(xué)分析可以揭示在MMRD腫瘤中僅憑mRNA水平無法觀察到的體細胞有害變異的影響馆类。

PTM regulation of metabolic pathways affects tumor-associated immune responses

PTM對代謝途徑的調(diào)控影響腫瘤相關(guān)的免疫反應(yīng)

Para_01

1. 細胞代謝與免疫反應(yīng)之間的相互作用先前已被確立；在此基礎(chǔ)上弹谁，我們的目標是表征PTM調(diào)控對不同腫瘤類型間這種相互作用的影響乾巧。
2. 首先句喜，我們應(yīng)用了多種推斷免疫浸潤和活性的方法：(1) ESTIMATE，它根據(jù)精心挑選的基因集的表達水平來估計免疫浸潤的豐度沟于；(2) ImmuneSubtypeClassifier咳胃，它使用分類器方法提供更細致層次的免疫表型；以及(3) 基于CIBERSORT精心挑選的基因集富集情況的無監(jiān)督聚類社裆。
3. 我們的無監(jiān)督聚類方法揭示了不同癌癥類型中的四種主要免疫亞型：免疫冷型拙绊、免疫涼型向图、免疫溫型和免疫熱型泳秀。
4. 這些亞型與ESTIMATE和ImmuneSubtypeClassifier的結(jié)果一致。
5. 我們在亞型中觀察到了混合的腫瘤分布榄攀，除了"免疫冷型"嗜傅，它主要由腦瘤組成（130個樣本中有93個），這與腦瘤通常呈現(xiàn)免疫冷型的情況相一致檩赢，部分原因是血腦屏障的存在吕嘀。
6. 接下來，我們通過移除免疫細胞的貢獻來估算腫瘤內(nèi)在表達贞瞒，并在這些免疫亞型中進行了差異表達和途徑分析偶房。
7. 與之前的研究所示相似，我們的免疫熱亞型顯示免疫相關(guān)途徑增加军浆，以及包括IDO1棕洋、CD163、ENTPD1和PD-L1 (CD274)在內(nèi)的免疫抑制標志物顯著增加乒融。
8. 中位數(shù)倍數(shù)變化低于LUAD中先前報道的數(shù)據(jù)掰盘，可能是因為跨癌癥類型的異質(zhì)性較大。
9. 我們還在免疫涼亞型中發(fā)現(xiàn)多個代謝途徑中的乙踉藜荆化水平存在顯著差異愧捕，包括丙酸代謝、氧化磷酸化和脂肪酸（FA）代謝途徑申钩。
10. 在這些途徑中次绘，已知乙酰化發(fā)揮重要的抑制作用撒遣。
11. 我們在免疫熱組的脂質(zhì)代謝途徑中觀察到高水平的乙跤寿耍化，在免疫涼亞型中則觀察到低水平的乙跤涮颍化（FDR < 0.01）钢猛，即使校正了蛋白質(zhì)豐度（圖中標注為acetylome_res），表明低水平的乙跣停化可能促進了免疫涼腫瘤中這些途徑的高度激活命迈。
12. 實際上贩绕，F(xiàn)A酶已知能控制特定基因的表達，而這種效應(yīng)主要在蛋白質(zhì)和PTM水平上進行調(diào)控壶愤。

13. 值得注意的是淑倾，免疫冷型腫瘤顯示出與免疫熱型腫瘤類似的代謝途徑激活，這可能是由于大腦主要依賴葡萄糖作為能量來源征椒，因為它在產(chǎn)生ATP時需要較少的氧氣（盡管這一解釋并不能解釋為何少數(shù)非腦瘤被聚類到免疫冷型中娇哆，這一點仍有待確定）。

    
    

• 圖4. 跨癌癥免疫代謝中的蛋白質(zhì)翻譯后修飾調(diào)控 (A) 免疫相關(guān)基因集的ssGSEA分層聚類（熱圖）勃救，顯示四種免疫聚類：從熱到冷碍讨。軌跡代表ESTIMATE和ImmuneSubtypeClassifier注釋。標準化富集評分 (NES)蒙秒。 (B) 泡狀圖表示四種免疫亞型中MSigDB（分子標志數(shù)據(jù)庫）標志和KEGG（京都基因與基因組百科全書）途徑的富集情況勃黍。 (C) 在免疫熱群組中ALDOA（頂部；PDB: 6XMH-A）上乙踉谓玻化和磷酸化位點基于CLUMPS-PTM的顯著聚類覆获，以及在免疫冷聚類中HADH上減少的乙酰化位點的聚類（下部瓢省；PDB: 3RQS-A）弄息。磷酸化位點（紫色）、乙跚诨椋化位點（粉色）和乙酰輔酶A結(jié)合位點（綠色）摹量。 (D) 火山圖顯示免疫冷亞型與其他免疫聚類之間差異乙酰化的結(jié)果蛔六。突出顯示脂肪酸代謝蛋白上的乙蹙Ｓ溃化位點。 (E) 泡狀圖表示脂肪酸β-氧化酶乙豕拢化位點與IFNγ途徑中蛋白質(zhì)水平之間的顯著相關(guān)性具钥。 (F) 免疫冷與免疫熱腫瘤中基于PTM的代謝變化示意圖，展示糖酵解和脂肪酸β-氧化途徑中的關(guān)鍵酶及其對T細胞的預(yù)期影響液兽。參見補充圖S4骂删。

• 補充圖 S4. 免疫聚類、活性及與之相關(guān)的代謝標志物四啰，與主圖 4 相關(guān)宁玫。（A）小提琴圖顯示了基于 ImmuneSubtypeClassifier 和來自 ESTIMATE 的純度估計的不同免疫特征水平，涵蓋了所有腫瘤中的 4 種識別出的免疫聚類柑晒。
• （B）小提琴圖顯示了來自 CIBERSORT 的前 6 種免疫細胞豐度欧瘪，這些細胞被用作差異表達分析中的協(xié)變量，以估算 4 種免疫聚類中的腫瘤內(nèi)在基因表達匙赞。
• （C）堆疊條形圖顯示了每個隊列中 4 種免疫聚類的分布佛掖。
• （D）小提琴圖顯示了 4 種識別出的免疫聚類間免疫抑制標志物 PD-L1妖碉、IDO1、CD163芥被、ENTPD1 的顯著性差異（顯示 q 值 < 0.1 的兩兩比較）欧宜。
• （E）小提琴圖顯示了當免疫冷型分為腦部和非腦部腫瘤時，不同免疫亞型中脂肪酸相關(guān)蛋白的乙跛┢牵化水平冗茸。
• （F）BCKDK（PDB：1DTW）展示了通過 CLUMPS-PTM 顯示的免疫冷型聚類中調(diào)控位點的顯著空間聚集的磷酸化位點。蛋白質(zhì)三維晶體結(jié)構(gòu)的空間填充模型（青色）和高亮的簇狀磷酸化位點（紫色）以及胸苷-5′-三磷酸（TTP）位點用綠色標記匹中。
• （G）氣泡圖表示 4 種免疫聚類中各激酶的差異表達底物的激酶庫富集分數(shù)和顯著性夏漱。顏色代表富集（紅色）和貧化（藍色）。激酶根據(jù)其系統(tǒng)發(fā)育群組著色职员。117
• （H）小提琴圖顯示了 4 種識別出的免疫聚類間脂肪酸轉(zhuǎn)運體——CPT1A麻蹋、FABP跛溉、ABCA3焊切、CD36 的顯著性差異（僅顯示 q 值 < 0.1 的兩兩比較）。
• （I）MSigDB 標志基因集的單樣本 GSEA 值與從 CIBERSORT 估算的 CD8+ T 細胞豐度之間的斯皮爾曼相關(guān)性芳室。

Para_01

1. 接下來专肪，我們使用CLUMPS-PTM對這些免疫亞型中差異調(diào)控的位點進行分析，以識別三維蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上的功能區(qū)域堪侯。
2. 在免疫熱亞型中發(fā)現(xiàn)了ALDOA酶的糖酵解域上一個顯著的簇集嚎尤，該酶在癌癥中豐富，簇集中包含4個增加的乙跷榛拢化位點（K147芽死、K153、K200和K230次洼；FDR < 0.12关贵，限定于糖酵解蛋白），其中三個位點也是已知的泛素化位點卖毁，可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)降解揖曾。
3. 同一域在免疫溫亞型中擁有顯著的磷酸化位點簇集（FDR = 0.06，限定于糖酵解蛋白）（圖4C頂部亥啦；補充表S4）炭剪。
4. 相反，在免疫冷亞型中翔脱，多個脂肪酸代謝相關(guān)蛋白（例如HIBCH奴拦、FASN和HADH）顯示出乙酰化減少的位點簇集（FDR < 0.12届吁，限定于脂肪酸途徑）错妖。
5. 例如隶糕，HADH在脂肪酸β-氧化中起關(guān)鍵作用，八個顯著減少的乙跽拘化位點集中在蛋白的3-羥基酰輔酶A（CoA）脫氫酶NAD結(jié)合域上枚驻；該域還包含乙酰CoA結(jié)合位點，允許酶與底物結(jié)合并隨后進行氧化反應(yīng)株旷。
6. 此外再登，我們在催化α-酮酸總體分解為乙酰CoA的BCKDH的脫氫酶E1域上檢測到顯著增加的磷酸化位點簇集（S337、T338和S339晾剖，F(xiàn)DR = 0.0026）锉矢。
7. 這種磷酸化被證實由BCKDK介導(dǎo)，并抑制BCKDH活性齿尽，進一步限制了乙酰CoA水平沽损，增加了脂肪酸氧化以支持細胞的能量需求（補充圖S4F）。

Para_02

1. 然后我們進行了PTM-SEA分析來確定PTM的主要調(diào)控因子（例如循头，激酶或磷酸酶绵估；表S4）。
2. 這一分析揭示了（1）免疫冷亞型中的CDK活性高度富集卡骂，這與該亞型的高增殖特性一致（此外還得到了激酶庫富集結(jié)果的支持国裳；圖S4G），以及（2）mTOR活性的高度富集全跨，mTOR是脂肪酸代謝和氧化磷酸化的直接調(diào)控因子缝左，并且通過SREBP1間接調(diào)控脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)。
3. 此外浓若，免疫冷亞型顯示出了脂肪酸攝取的增加渺杉，這既包括細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運蛋白，如CPT1A（FDR小于7×10^{-7）挪钓，也包括細胞表面的轉(zhuǎn)運蛋白是越，包括（1）FABP4，（2）ABCA诵原，和（3）CD36（FDR小于1.3×10}-4英妓，在免疫冷與免疫熱亞型之間的比較）（圖S4H）。

Para_03

1. 最近的研究表明绍赛，富含脂質(zhì)的腫瘤微環(huán)境會降低效應(yīng)T細胞的細胞毒性21,87蔓纠，因為這些細胞無法代謝長鏈脂肪酸（FAs），從而導(dǎo)致脂毒性及耗竭23吗蚌。
2. 因此腿倚，我們檢測了脂肪酸乙酰化水平與免疫相關(guān)效應(yīng)蛋白水平之間的關(guān)聯(lián)（圖4D）蚯妇。
3. 我們觀察到下調(diào)的脂肪酸乙醴罅牵化位點與干擾素伽馬（IFNγ）和細胞細胞毒性途徑中的免疫反應(yīng)標志蛋白之間存在顯著正相關(guān)（圖4E）暂筝。
4. 其中一些最顯著的相關(guān)性出現(xiàn)在GZMA與HADHA K214和K759之間（rho -0.3，p < 1 × 10-13）以及CD38與HADHB K277和K253之間（rho 0.35硬贯，p < 1 × 10-13）焕襟。
5. 此外，使用來自CIBERSORT估計的CD8+ T細胞豐度的單樣本基因集富集分析（ssGSEA）進行的斯皮爾曼相關(guān)分析顯示饭豹，F(xiàn)A是繼干擾素途徑之后第四大顯著相關(guān)的關(guān)聯(lián)（rho 0.23鸵赖，F(xiàn)DR = 2 × 10-13，補充圖S4I）拄衰。
6. 癌癥細胞及其鄰近免疫細胞中受PTM調(diào)控的生物過程之間的觀察到的關(guān)聯(lián)總結(jié)在圖4F中它褪。

Alterations in histone regulation by PTMs in cancer-associated genes

癌癥相關(guān)基因中組蛋白通過PTMs調(diào)控的改變

Para_01

1. 這里，我們利用了最大的泛癌癥乙跚滔ぃ化數(shù)據(jù)集茫打，全面研究了六種具有可用乙酰化數(shù)據(jù)的癌癥類型的組蛋白乙跹欤化和磷酸化模式（詳見方法部分）老赤。
2. 為了識別特定的組蛋白乙酰化模式源葫，我們將組蛋白相關(guān)的基因分為以下五類：(1) 連接組蛋白 H1诗越，(2) 四種核心組蛋白 H2A（包括 MACROH2A1、MACROH2A2息堂、H2A.X 和 H2AZ1），(3) H2B块促，(4) H3荣堰，以及 (5) H4（圖 5A）。
3. 我們發(fā)現(xiàn)組蛋白乙踅叽洌化被劃分為兩個結(jié)構(gòu)群組振坚，群組 1（H3、H4 和 H1）和群組 2（H2A 和 H2B）斋扰，群組內(nèi)的每一對之間的平均乙醵砂耍化譜之間存在顯著的相關(guān)性（所有相關(guān)系數(shù) rho 大于 0.4，p 值小于 2.2 × 10^-16）传货，而兩個群組之間的對則顯示出較弱或無相關(guān)性（-0.15 < rho < 0.17）（補充圖 S5A）屎鳍。

4. 這與乙酰化狀態(tài)協(xié)調(diào)導(dǎo)致核小體開放增強及隨后的基因激活相一致问裕。

   
   

• 圖5. 泛癌癥組蛋白調(diào)控 (A) 熱圖顯示了6個隊列中各種組蛋白底物的位點特異性乙醮冢化水平。上方的軌道顯示了隊列粮宛、聚類分配窥淆、性別和吸煙評分卖宠。(B) 散點圖展示了特定位點組蛋白翻譯后修飾水平與煙草吸煙引起的突變特征活性之間的排序。通過自助法確定的斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)的95%置信區(qū)間忧饭。(C) 泡狀圖展示了泛癌癥中組蛋白乙蹩肝椋化關(guān)鍵調(diào)控因子與組蛋白乙酰化位點之間的關(guān)聯(lián)词裤。(D) 散點圖展示了組蛋白調(diào)控因子與所有腫瘤及樹狀圖中特定聚類中的H2B乙跹殉樱化水平之間的套索回歸關(guān)聯(lián)。β代表套索回歸系數(shù)亚斋。(E) 熱圖顯示了免疫冷亞型與其他所有免疫亞型相比的差異性乙踝髅模化組蛋白位點。(F) 組蛋白乙跛Э化位點與其鄰近磷酸化位點之間的相關(guān)性纸泡。參見補充圖S5。

• 圖S5. 組蛋白分析赖瞒，與圖5相關(guān) (A) 相關(guān)矩陣顯示H1女揭、H2A、H2B栏饮、H3和H4平均乙醢赏茫化之間的相關(guān)性。星號表示p < 0.05的相關(guān)性袍嬉。 (B) 小提琴圖顯示男性和女性鱗狀細胞肺癌(LSCC)及肺腺癌(LUAD)中煙草吸煙突變特征貢獻（對數(shù)10尺度）的分布境蔼。形狀表示癌癥類型—LUAD（圓形）和LSCC（三角形）。Wilcoxon秩和檢驗得到的p值(1 × 10-4)伺通。 (C) 散點圖顯示男性LUAD患者(n = 71)中組蛋白乙豕客粒化水平與煙草吸煙突變特征貢獻之間顯著的斯皮爾曼相關(guān)性(q ≤ 0.1)。 (D) 散點圖顯示男性LUAD患者(n = 71)中脫乙酰酶磷酸化水平與煙草吸煙突變特征貢獻之間顯著的斯皮爾曼相關(guān)性(q ≤ 0.1)罐监。 (E) 散點圖說明了男性LSCC和男性LUAD患者(n = 157)中煙草吸煙突變特征貢獻與MSigDB標志基因集的mRNA單樣本基因集富集分析(ssGSEA)得分之間顯著的斯皮爾曼相關(guān)性(q ≤ 0.1, |rho| > 0.15)吴藻。 (F) 散點圖顯示煙草吸煙突變特征貢獻與男性LUAD和男性LSCC腫瘤(n = 157)中G2/M檢查點（左）和MTORC1（右）標志基因集的ssGSEA得分之間正相關(guān)（rho = 0.332）。

Para_01

1. 由于已知吸煙會損害組蛋白脫乙豕化酶(HDAC)活性并影響組蛋白乙豕当ぃ化，我們試圖通過評估吸煙突變特征與肺腺癌(LUAD)腫瘤中組蛋白乙跏缚眨化之間的相關(guān)性來更好地表征這些效應(yīng)航罗，為了排除性別與吸煙之間強烈關(guān)聯(lián)所帶來的影響，我們限制研究對象為男性患者(性別與吸煙之間的p值=1×10^-4妇多，圖S5B)伤哺。
2. 我們發(fā)現(xiàn)了兩種正相關(guān)和兩種負相關(guān)顯著的相關(guān)性(FDR≤0.1；圖S5C)。
3. 其中一種相關(guān)性是先前描述過的吸煙與H4-16 K9和K13位點乙趿⒗颍化劑量依賴性的關(guān)系(rho=-0.33绢彤，F(xiàn)DR=0.09)。
4. 我們也發(fā)現(xiàn)了H2AZ1 K8/K12和H2AZ1 K12/K14位點乙躜殉埽化的正相關(guān)性(rho分別為0.34和0.39茫舶；FDR分別為0.08和0.06)(圖S5C；表S6)刹淌。
5. 這些位點的乙跞氖希化已被證明可以使H2AZ1定位于多個癌癥基因(例如ERBB3、CDK4和RASEF)的啟動子區(qū)域有勾，并促進它們的轉(zhuǎn)錄(圖5B)疹启。
6. 接下來，為了探究吸煙對HDAC活性的影響蔼卡，我們測試了吸煙與HDAC磷酸化的相關(guān)性喊崖。
7. 我們發(fā)現(xiàn)了四個蛋白質(zhì)上的六個顯著(FDR≤0.1)的正相關(guān)性，這些蛋白質(zhì)都是SIN3/HDAC復(fù)合體的組成部分(圖S5D)雇逞。
8. 其中一種相關(guān)性是HDAC2 S422位點的磷酸化(rho=0.36荤懂，F(xiàn)DR=0.04)，這已經(jīng)被證實可以降低脫乙跆猎遥化酶活性节仿。
9. 此外，這個位點的磷酸化是由CSNK2A1激酶在接觸香煙提取物后介導(dǎo)的掉蔬。

Para_02

1. 在這項分析之后廊宪，我們通過將吸煙特征與ssGSEA途徑得分相關(guān)聯(lián)（圖S5E），研究了與吸煙相關(guān)的組蛋白乙趺减猓化變化可能帶來的轉(zhuǎn)錄后果挤忙。
2. 在顯著關(guān)聯(lián)中（FDR ≤ 0.1 和 rho ≥ 0.15），預(yù)期上調(diào)的G2/M檢查點基因位列前茅谈喳，這與先前將香煙煙霧和增殖增加相聯(lián)系的研究一致（FDR = 0.01, rho = 0.26, 圖S5F, 左側(cè)）。
3. 我們也發(fā)現(xiàn)了與mTOR信號通路基因之間存在顯著正相關(guān)（FDR = 0.01, rho = 0.27, 圖S5F, 右側(cè)）戈泼，這與先前的研究一致婿禽，并且可能通過改變細胞增殖和代謝在肺部腫瘤發(fā)生中發(fā)揮作用。

Para_03

1. 接下來大猛，我們研究了關(guān)鍵調(diào)控因子（組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶[HATs]扭倾、組蛋白脫乙酰酶[HDACs]和溴域蛋白[BRDs]；見STAR方法）與組蛋白乙跬旒ǎ化水平之間的關(guān)聯(lián)膛壹。
2. 我們發(fā)現(xiàn)多個組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶CBP/p300的蛋白質(zhì)豐度與多種乙酰位點呈正相關(guān)，包括組蛋白H2B的N端乙酰位點如K11、K15模聋、K16和K20（0.2 < ?? < 0.52肩民；補充表S5），這與報道的CBP/p300對這些位點的底物特異性一致（圖5C）链方。
3. 組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶NCOA1的蛋白質(zhì)豐度也與H2BC9-K21乙醭痔担化呈正相關(guān)（? = 0.29），NCOA1是已知的CBP/p300的共激活因子祟蚀。
4. 此外工窍，我們還發(fā)現(xiàn)了新的關(guān)聯(lián)，例如H3C1在K36位點的乙跚澳穑化與HAT1呈正相關(guān)（? = 0.36）患雏。HAT1被證明可以促進H3在K14位點的乙酰化罢维，并且其表達與多種癌癥類型中的不良預(yù)后相關(guān)淹仑。
5. 我們也觀察到了負相關(guān)：HDAC5的蛋白質(zhì)豐度與H2BC14在K16和K20位點的乙酰化呈負相關(guān)（? = -0.20）言津。HDAC5是一個已知的治療靶標攻人，在多種癌癥類型中的細胞分化、干細胞性和增殖中發(fā)揮作用悬槽。

Para_04

1. 我們還在我們的26個簇內(nèi)測試了這些關(guān)聯(lián)怀吻，并確實發(fā)現(xiàn)了特定簇的相關(guān)性（表S5）。
2. 例如初婆，使用所有樣本時啃炸，CBP與H2B顯示出較低的相關(guān)性（? = 0.25），但在評估第22簇中的腫瘤時银舱，相關(guān)性明顯增強皆辽，該簇富含腦部腫瘤（? = 0.65，圖5D）弊琴。
3. 此外兆龙，我們測試了組蛋白調(diào)控與癌癥標志通路之間的關(guān)聯(lián)。
4. 我們在第二級樹狀圖的最右側(cè)比較左側(cè)和右側(cè)時敲董，發(fā)現(xiàn)EP300在已知激活位點K1558和K1560上的乙踝匣剩化水平增加（FDR = 2.6 × 10??）。
5. 并且腋寨，在由CBP/p300調(diào)控的H2A和H2B的N端乙醮掀蹋化位點（H2AC21-K5K9，F(xiàn)DR = 0.052萄窜；H2BC18-K16K20铃剔，F(xiàn)DR = 1.3 × 10??）上也觀察到了一致的乙跞鼋埃化水平升高。
6. 此外键兜，基因集富集分析顯示凤类，在簇C的腫瘤中E2F和MYC轉(zhuǎn)錄靶標顯著富集（FDR均為0.08）。
7. 與此一致的是蝶押，我們在六個隊列中發(fā)現(xiàn)了H3乙貂獯溃化與E2F、MYC以及G2/M檢查點途徑之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系棋电，這可能反映了與細胞增殖相關(guān)的轉(zhuǎn)錄增加茎截。
8. 我們還觀察到H3在K27和K36位點的乙酰化與MTORC1信號傳導(dǎo)之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系赶盔，這與先前的研究一致企锌。

Para_05

1. 隨后，我們關(guān)注了代謝變化如何影響我們泛癌癥免疫亞型中組蛋白的調(diào)控于未。
2. 上述發(fā)現(xiàn)表明撕攒，在免疫冷腫瘤中脂肪酸代謝增加（相對于免疫熱腫瘤），并且我們還觀察到相對于免疫熱腫瘤烘浦，22個組蛋白乙醵镀海化位點中的乙酰化水平下降闷叉；相對于免疫溫腫瘤擦俐，則是在31個位點上觀察到了這一現(xiàn)象（FDR < 0.1，圖5E握侧；補充表S5）蚯瞧。
3. 正如先前所示，這些結(jié)果反映了組蛋白乙跗非妫化與糖酵解通量以及不同免疫簇中細胞內(nèi)乙酰輔酶A豐度和可用性之間可能存在的關(guān)聯(lián)埋合。
4. 這些結(jié)果反映了一種可能的關(guān)聯(lián)，即組蛋白乙跆汛化與糖酵解通量以及不同免疫簇中細胞內(nèi)乙酰輔酶A的豐度和可用性有關(guān)甚颂。

Para_06

1. 最后，我們分析了相鄰組蛋白磷酸化位點和乙跣懔猓化位點之間的相關(guān)性西设，以更好地理解它們之間潛在的交互作用。在全球測試的81對組蛋白乙醮鹋螅化位點與磷酸化位點（相距最多五個氨基酸）中，我們鑒定出12對顯著相關(guān)的位點（FDR < 0.05棠笑；補充表S5）梦碗。例如，H3F3A-S31的磷酸化與H3F3A-K27K36的乙酰化在所有樣本中高度相關(guān)（rho = 0.38洪规，F(xiàn)DR = 6.2 × 10^-7）印屁，這與S31磷酸化通過p300活性刺激H3-K2乙酰化的發(fā)現(xiàn)一致斩例。（圖5F）雄人。此外，H3-S28的磷酸化水平與H3-K27的乙跄罡希化呈正相關(guān)（rho = 0.27础钠，F(xiàn)DR = 3 × 10^-5），這與S28磷酸化降低K27三甲基化并促進乙醪婷眨化相一致旗吁。

Crosstalk between protein phosphorylation and acetylation in cancer

在癌癥中蛋白質(zhì)磷酸化和乙酰化的交叉對話

Para_01

1. 受到組蛋白中磷酸化位點與鄰近位點乙跬＞郑化之間相關(guān)性的啟發(fā)很钓，我們旨在系統(tǒng)地分析這種互作在其他蛋白質(zhì)中的情況。
2. 從機制上講董栽，絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶以其磷酸化位點周圍氨基酸序列的底物特異性而著稱码倦。
3. 因此，我們探討了磷酸接受位點附近的賴氨酸乙醵迹化是否會影響這些位點被磷酸化的可能性袁稽。

Para_02

1. 我們通過使用簡并肽底物實驗性地表征了207種重組絲氨酸/蘇氨酸激酶對賴氨酸-PTM選擇性，這些肽底物比較了磷酸受體位點111工禾、113运提、114、115闻葵、116周圍五個相鄰氨基酸位置上修飾和未修飾的賴氨酸（圖6A）民泵。
2. 總體而言，我們觀察到激酶組通常會選擇排斥含有乙醪叟希化賴氨酸的底物（圖6B）栈妆。
3. 然而，也有一些例外情況厢钧，其中某些激酶偏好乙趿鄱化的賴氨酸而不是未修飾的賴氨酸來完成附近絲氨酸或蘇氨酸的磷酸化（圖6C）。
4. 我們也觀察到了對三甲基化賴氨酸的全局性排斥模式早直，但與乙趿燃伲化相比程度較小，這可能是因為三甲基化引起的立體結(jié)構(gòu)變化較小且保留了賴氨酸上的正電荷（圖S6A和S6B）霞扬。

5. 綜合來看糕韧，我們的篩選表明絲氨酸/蘇氨酸激酶能區(qū)分磷酸受體位點周圍的賴氨酸的不同PTM狀態(tài)枫振，并且賴氨酸乙酰化有可能調(diào)控絲氨酸/蘇氨酸激酶的功能萤彩。

   
   

• 圖6. 泛癌癥中乙醴嗦耍化與磷酸化的交互作用 (A) 激酶庫概覽——使用未修飾、甲基化或乙跞阜觯化的賴氨酸（標記為"K"）對組合肽庫進行生化測定杖小，測試激酶對含有修飾賴氨酸的肽的親和力，這些賴氨酸位于絲氨酸/蘇氨酸磷酸接受位點（排除絲氨酸愚墓、蘇氨酸和半胱氨酸）相對位置的±5處予权；例如，+3K表示有一個賴氨酸位于磷酸接受位點向C端方向的第三個氨基酸位置上转绷。
• (B) 盒形圖顯示了未修飾和乙跷凹化賴氨酸殘基的平均強度。
• ?p值 < 0.05 和 ????p值 < 0.0001议经。
• (C) 熱圖顯示了乙醺耍化與未修飾賴氨酸殘基平均強度之比。根據(jù)激酶的系統(tǒng)發(fā)育群對其進行著色煞肾。117
• (D) 散點圖展示了組蛋白H3-3A上的K23乙踹种化水平與S28磷酸化水平之間的相關(guān)性及其隊列分布（頂部）。生化特異性測定顯示了AurB和PKACB在未修飾與乙跫龋化肽之間的磷酸化情況（底部）习绢。
• (E) 火山圖顯示了磷酸化位點與乙酰化位點對之間的相關(guān)性蝙昙。突出了負相關(guān)性闪萄。
• (F) 散點圖展示了RSF1上的K1378乙酰化水平與S1375磷酸化水平之間的相關(guān)性及其隊列分布（左側(cè)）奇颠。生化特異性測定顯示了CDK1在未修飾與乙醢苋ィ化肽之間的磷酸化情況（右側(cè)）。
• (G) 提出的RSF1上抑制性交互作用機制烈拒。更多細節(jié)見圖S6圆裕。

• 圖S6. 與圖6相關(guān)的激酶庫 (A) 盒圖顯示了207種絲氨酸/蘇氨酸激酶對于未修飾、三甲基化和乙蹙＜福化的賴氨酸吓妆，在中心磷酸受體位點周圍10個位置（-5至+5）的激酶庫標準化強度比值。
• （B）熱圖顯示了207種絲氨酸/蘇氨酸激酶中三甲基化賴氨酸與未修飾賴氨酸之間的激酶庫標準化強度比值吨铸。根據(jù)激酶的系統(tǒng)發(fā)育群對它們進行著色行拢。
• （C）熱圖顯示了H3F3A上乙酰化的K23和磷酸化的S28在第8簇中的41位患者中的表達水平诞吱。樣本根據(jù)它們相關(guān)性的層次聚類進行排序剂陡。
• （D）熱圖顯示了RSF1上乙醣蜂蹋化的K1378和磷酸化的S1375在具有乙酰化和磷酸化數(shù)據(jù)的89位LUAD和LUSC患者中的表達水平鸭栖。樣本根據(jù)它們相關(guān)性的層次聚類進行排序。

Para_02

1. 利用這些激酶特異性模式握巢，我們有可能識別出參與特定乙踉稳担化-磷酸化交叉對話的激酶。
2. 由于不同的激酶可能在各種細胞類型和狀態(tài)下活躍暴浦，我們首先將交叉對話映射到不同的系統(tǒng)發(fā)育樹分支上溅话，這些分支可能各自顯示出共享的激酶活性，因為它們具有相似的RNA歌焦、蛋白質(zhì)和磷酸化模式飞几。
3. 我們在全局蛋白質(zhì)以及系統(tǒng)發(fā)育樹聚類（STAR方法）中搜索相鄰對（相距最多五個氨基酸）中的潛在乙酰化-磷酸化交叉對話独撇。
4. 我們在包含終端聚類22和23的一個系統(tǒng)發(fā)育樹分支中鑒定出H3-3A在K23位點的乙跣寄化與S28位點的磷酸化之間存在負相關(guān)（rho = -0.58，F(xiàn)DR = 0.04纷铣，圖6D頂部）卵史，表明這種抑制性交叉對話在這類腫瘤中獨特存在，與其他所有腫瘤相比（rho = 0.08搜立，F(xiàn)DR = 0.35全局）以躯。
5. 據(jù)報道，S28的磷酸化可以激活轉(zhuǎn)錄啄踊，而K23位點的乙跤巧瑁化則抑制轉(zhuǎn)錄。
6. H3-3A上的S28是奧拉激酶（AURK）家族和PKA家族成員報告過的底物颠通。
7. 與這一發(fā)現(xiàn)一致址晕，我們的AurB和PKACB底物基序在這個背景下表現(xiàn)出對乙酰化賴氨酸的選擇性排斥（圖6D底部）蒜哀，表明K23位點的乙跽扼铮化抑制了這些上游激酶使S28磷酸化的能力

Para_03

1. 隨后，我們探討了其他蛋白質(zhì)中的乙跄於化-磷酸化交叉對話乘客，并在579名患者中鑒定出3,952對相鄰位點（圖6E；STAR方法）淀歇。
2. 其中易核，74對位點顯示出它們水平之間顯著的負相關(guān)（FDR < 0.1）。
3. 統(tǒng)計學(xué)上最顯著的例子之一是中心粒蛋白RSF1上的S1375/K1378（圖6F左和補充圖S6D浪默；補充表S6）牡直。
4. RSF1是一個調(diào)控有絲分裂的關(guān)鍵介質(zhì)缀匕，在多種癌癥中已知過度表達。
5. 據(jù)報道碰逸，CDK1在G2/M期磷酸化RSF1上的S1375乡小，這有利于激酶PLK1的招募，從而促進后續(xù)的有絲分裂事件饵史。
6. 在我們的肽底物實驗中满钟，CDK1強烈偏好位于C末端方向第三個位置的賴氨酸（+3K）附近的絲氨酸/蘇氨酸，與RSF1已知的模式相匹配胳喷；此外湃番，當賴氨酸被乙酰化時吭露，磷酸化幾乎完全消失（圖6F右）吠撮，這與CDK1在K1378乙酰化時減少對S1375的磷酸化能力一致讲竿，可能解釋了觀察到的負相關(guān)性泥兰。

Para_04

1. 借助我們的激酶組范圍評分系統(tǒng)，我們還能推斷出RSF1的磷酸化如何促進這一信號級聯(lián)的下一步戴卜，并隨后招募PLK1（圖6G）逾条。
2. PLK1與含有被磷酸化的絲氨酸或蘇氨酸的肽段結(jié)合，這些絲氨酸或蘇氨酸直接前一個未被修飾的絲氨酸（S-pS/pT）投剥，而RSF1上的T1371符合這種模式师脂。
3. 因此，當CDK1磷酸化S1375后江锨，該磷酸化肽段成為泛表達的GSK3激酶（GSK3 alpha/beta）進行第二次磷酸化事件的底物吃警，這次磷酸化發(fā)生在T1371上，之后磷酸化肽段可被PLK1識別啄育。
4. 一旦賴氨酸K1378被乙踝眯模化，整個級聯(lián)反應(yīng)就會被抑制挑豌。
5. 綜上所述安券，這可以解釋RSF1上S1375/K1378之間的串擾最終如何影響PLK1的招募。

Discussion

Para_01

1. PTMs 是信號傳導(dǎo)的核心調(diào)控因子氓英，并且在蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用侯勉、蛋白質(zhì)穩(wěn)定性以及定位等眾多基本功能中發(fā)揮重要作用。
2. 在這項研究中铝阐，我們?nèi)嫣接懥?1種癌癥類型中的PTMs址貌，并突顯了PTMs對已知癌癥標志過程的貢獻：(1) DNA修復(fù)，(2) 免疫反應(yīng)，(3) 代謝练对，(4) 組蛋白調(diào)控遍蟋，以及(5) 激酶調(diào)控。
3. 我們注意到這些過程和PTM模式在不同癌癥類型間的共性以及重要的差異螟凭。
4. 這一豐富的資源將使人們能夠進一步研究跨越多種癌癥類型的PTMs虚青，而不僅僅局限于本文所描述的研究工作。

Para_02

1. 諸如HRD和MMRD之類的DNA修復(fù)缺陷在整個腫瘤發(fā)展中產(chǎn)生了體細胞突變的模式赂摆，提供了特定修復(fù)缺陷的證據(jù)挟憔。
2. 重要的是，這些突變特征不一定反映當前的修復(fù)途徑活動狀態(tài)烟号，這對于理解針對DNA修復(fù)基因（例如PARP和POLQ抑制劑等）療法反應(yīng)的變異至關(guān)重要。
3. 對DNA修復(fù)缺陷癌癥的深入分析突顯了以磷酸化為重點的分析揭示和表征在基因組和轉(zhuǎn)錄組水平上無法檢測到的信息模式的能力政恍。
4. 通過我們對HRD簇的分析汪拥，我們發(fā)現(xiàn)DNA修復(fù)蛋白的磷酸化顯著差異與缺氧嚴重程度密切相關(guān)。
5. 我們在慢性缺氧的HRD腫瘤中發(fā)現(xiàn)了包括PARP1在內(nèi)的幾種DNA修復(fù)蛋白活性降低篙耗，這可能影響它們對PARP抑制劑的反應(yīng)迫筑。
6. 我們對MMRD腫瘤的蛋白質(zhì)基因組學(xué)分析將RAD50微衛(wèi)星插入缺失與MRN復(fù)合體三個關(guān)鍵蛋白豐度的顯著下降聯(lián)系起來，這對DSB感知和信號傳導(dǎo)至關(guān)重要宗弯。
7. 通過位點特異性磷酸化分析脯燃，我們發(fā)現(xiàn)了進一步的DSB修復(fù)功能障礙證據(jù)，這可能為開發(fā)MMRD（即MSI）癌癥的治療方法提供額外途徑蒙保。

Para_03

1. 一般來說辕棚，免疫反應(yīng)受到嚴格調(diào)控，以便針對宿主遇到的不同威脅做出相應(yīng)的反應(yīng)邓厕，這需要能夠迅速調(diào)節(jié)的變化逝嚎，而這類變化可以通過蛋白質(zhì)翻譯后修飾(PTMs)來實現(xiàn)。
2. 同樣地详恼，細胞代謝也需要這種靈活性补君，因此PTMs在調(diào)節(jié)免疫和代謝反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。
3. 例如昧互，越來越多的證據(jù)表明挽铁，癌癥細胞通過FA酶上的PTMs調(diào)控脂質(zhì)代謝可以影響免疫反應(yīng)。
4. 在本研究中敞掘，我們確定了四種基于表達的免疫聚類叽掘，這些聚類具有不同的代謝表型，并由乙踅ヌ樱化驅(qū)動够掠。
5. CLUMPS-PTM突出顯示了與糖酵解相關(guān)的蛋白ALDOA，在免疫熱亞型中茄菊，該蛋白存在顯著改變的磷酸化和乙醴杼叮化位點群集赊堪，與增強的ALDOA活性相關(guān)聯(lián)。
6. 在小鼠中抑制ALDOA減少了肺轉(zhuǎn)移并延長了生存期竖哩。
7. 免疫冷亞型顯示脂肪酸代謝活性增加哭廉，這與IFNγ表達減少密切相關(guān)，表明脂肪酸在免疫抑制中起重要作用相叁。
8. 最近的研究表明遵绰，在急性髓系白血病(AML)中抑制脂肪酸氧化可以恢復(fù)對venetoclax和azacitidine的敏感性，這兩者在細胞變得耐藥后仍然有效增淹。
9. 這些結(jié)果突顯出椿访，靶向腫瘤中的脂質(zhì)代謝不僅可以降低腫瘤細胞產(chǎn)生高水平能量的能力，而且還可以促進更有利于免疫細胞浸潤和激活的腫瘤微環(huán)境虑润。
10. 此外成玫，我們還發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄活躍的代謝途徑與組蛋白乙酰化水平下降之間的關(guān)聯(lián)拳喻，這可能是因為用于乙蹩薜保化和能量產(chǎn)生的乙酰輔酶A的可用性降低；需要進一步的研究來探討這種調(diào)控機制冗澈。

Para_04

1. 最終钦勘，我們利用激酶庫進行了乙酰化和磷酸化之間交叉調(diào)控的全面分析亚亲。
2. 這一分析揭示了大多數(shù)絲氨酸/蘇氨酸激酶不喜歡磷酸化位點附近存在乙醭共桑化的賴氨酸（表現(xiàn)為顯著負相關(guān)的鄰近乙酰化-磷酸化位點對）朵栖，這使我們能夠預(yù)測可能負責這種交叉調(diào)控的激酶颊亮。

Para_05

1. 總之，蛋白質(zhì)翻譯后修飾是腫瘤細胞適應(yīng)和響應(yīng)細胞內(nèi)及環(huán)境變化不可或缺的一部分陨溅。
2. 更深入地理解由蛋白質(zhì)翻譯后修飾調(diào)控的導(dǎo)致癌癥發(fā)生和發(fā)展過程的機制有可能揭示新的治療靶點终惑，識別對現(xiàn)有療法反應(yīng)的生物標志物，并擴展我們對癌癥生物學(xué)的認識门扇。

Limitations of the study

研究的局限性

Para_06

1. 基于基因組的泛癌癥研究已被證明是發(fā)現(xiàn)新的癌癥驅(qū)動基因雹有、共享失調(diào)途徑以及確定可操作治療靶點的極其寶貴的資源。
2. 我們的蛋白質(zhì)基因組學(xué)泛癌癥研究僅限于11種腫瘤類型的1,110個樣本臼寄，我們預(yù)計更大規(guī)模的研究霸奕，包括更多病例和更多癌癥類型，將增強我們識別癌癥背后的蛋白質(zhì)基因組機制的能力吉拳。
3. 本研究中描述的所有分析均基于整體腫瘤材料质帅。
4. 類似于單細胞和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，包括單細胞蛋白質(zhì)組學(xué)、空間蛋白質(zhì)組學(xué)和激光捕獲顯微切割等技術(shù)有望為了解腫瘤異質(zhì)性和特定細胞類型對癌癥的貢獻提供更有價值的見解煤惩。
5. 盡管全面專注于蛋白質(zhì)翻譯后修飾（PTM）的研究和PTM間的相互作用分析正在成為新興領(lǐng)域嫉嘀，但仍存在一些不足：(1)當前的質(zhì)譜分析具有相對較高的假陰性率，限制了我們在PTM之間進行相互作用分析的能力魄揉；(2)為了完全建立PTM之間的相互作用關(guān)系剪侮，需要進行雙質(zhì)譜搜索以同時檢測2個或更多的PTM；(3)雖然有關(guān)磷酸化數(shù)據(jù)庫和激酶預(yù)測工具的數(shù)量正在增長洛退，但目前缺乏平行的全面乙醢旮化數(shù)據(jù)庫和工具，且本研究報道的許多乙醣樱化位點的功能效應(yīng)仍有待探索彩匕。

Consortia

Para_01

1. 國家癌癥研究所臨床蛋白質(zhì)組腫瘤分析聯(lián)盟的成員包括弗朗索瓦·阿蓋特、約·阿基亞馬媒区、尹坤慶推掸、尚卡拉·阿南德、米納克献そ觯·阿努拉格、奧茲根·巴布爾登渣、賈斯敏·巴瓦爾瓦噪服、切特·比爾杰、邁克爾·J·比里爾胜茧、安娜·卡利納萬粘优、劉易斯·C·坎特利、曹松呻顽、史蒂文·A·卡爾雹顺、米歇爾·切卡雷利、丹尼爾·W·陳廊遍、阿魯爾·M·欽奈安嬉愧、喬·漢拜爾、肖拉班蒂·喬杜里喉前、馬爾辛·P·切斯利克没酣、卡爾·R·克勞澤、安東尼奧·科拉皮科卵迂、周丹尼爾·崔裕便、費利佩·達·維加·萊普羅沃斯特、科賓·戴见咒、薩拉瓦納·M·丹納塞卡蘭偿衰、李丁、馬爾辛·J·多馬加爾斯基、董永超下翎、布萊恩·J·德魯克缤言、內(nèi)森·愛德華茲、馬修·J·埃利斯漏设、米維齊·埃賽爾·塞萬墨闲、大衛(wèi)·芬約、史蒂文·M·福爾茨郑口、艾麗西亞·弗朗西斯鸳碧、伊法特·蓋芬、加德·蓋茨犬性、邁克爾·A·吉利特瞻离、塔尼亞·J·岡薩雷斯·羅布爾斯、薩拉·J·C·戈斯林乒裆、澤耶內(nèi)普·H·古穆斯套利、大衛(wèi)·I·海曼、塔拉·希爾特克鹤耍、洪潤宇肉迫、蓋倫·霍斯特特、胡英偉稿黄、黃晨喊衫、亨特曼·艾米莉、安東尼奧·伊瓦羅內(nèi)杆怕、埃里克·J·詹寧族购、斯科特·D·朱厄爾、賈伊伊·吉陵珍、溫·江寝杖、賈里德·L·約翰遜、利莎白·卡茨內(nèi)爾松互纯、凱倫·A·凱奇姆瑟幕、伊加·科洛德熱伊恰克、卡爾斯特恩·克魯格伟姐、錢丹·庫馬爾-辛哈收苏、亞歷山大·J·拉扎爾、喬納森·T·萊伊愤兵、李義澤鹿霸、梁文蔚、廖玉興秆乳、凱萊布·M·林德格倫懦鼠、劉濤钻哩、劉文克、馬衛(wèi)平肛冶、D·R·馬尼街氢、費爾南達·馬丁斯·羅德里格斯、威爾遜·麥克斯羅威睦袖、梅赫迪·梅斯里珊肃、阿列克謝·I·涅斯維日斯基、切爾西·J·紐頓馅笙、羅伯特·奧爾德羅伊德伦乔、吉爾伯特·S·奧門、阿曼達·G·保羅維奇董习、塞繆爾·H·佩恩烈和、弗朗切斯卡·彼得拉利亞、彼得羅·普格利澤皿淋、鮑里斯·雷瓦招刹、安娜·I·羅布爾斯、卡琳·D·羅德蘭窝趣、亨利·羅德里格斯疯暑、凱莉·V·拉格爾斯、德米特里·里昆諾夫哑舒、尚卡·薩特帕蒂缰儿、薩拉·R·薩維奇、埃里克·E·施達特散址、邁克爾·施瑙貝爾特、托比亞斯·施賴尼克宣赔、斯特凡·舒爾预麸、石志佼、理查德·D·史密斯儒将、宋曉宇吏祸、宋宜哲、瓦西萊奧斯·斯塔西亞斯钩蚊、埃里克·P·斯托爾斯贡翘、譚吉明、納德日達·V·特雷哈諾娃砰逻、拉特納·R·唐古杜鸣驱、馬塔吉·蒂亞加拉詹、妮科爾·蒂格諾蝠咆、王約書亞·M踊东、王良博北滥、王沛、王穎闸翅、文博再芋、麥克埃杰·維茲內(nèi)羅維茨、吳一歌坚冀、馬修·A·維查爾考斯基瞭郑、姚立俊饭尝、雅龍·托默、易欣培、張冰剖效、張輝、張青生兆、張旭廊佩、張臻。
2. 請注意贺拣，上述名單中的名字按原文順序排列蓖谢。

Additional resources

附加資源

Para_01

1. 關(guān)于CPTAC項目的綜合信息，包括項目舉措譬涡、研究者和數(shù)據(jù)集闪幽，均可在CPTAC項目網(wǎng)站上獲取：https://proteomics.cancer.gov/programs/cptac涡匀。

Para_02

1. 對于泛癌癥蛋白質(zhì)基因組學(xué)收集論文盯腌，以及與這些出版物相關(guān)的數(shù)據(jù)和補充材料的鏈接，請訪問蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)公共庫（PDC）：https://pdc.cancer.gov/pdc/cptac-pancancer陨瘩。

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