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Basic Information
- 英文標(biāo)題: Pan-cancer proteogenomics expands the landscape of therapeutic targets
- 中文標(biāo)題:泛癌癥蛋白質(zhì)基因組學(xué)擴(kuò)展了治療靶點(diǎn)的景觀
- 發(fā)表日期:8 August 2024
- 文章類型:Resource
- 所屬期刊:Cell
- 文章作者:Sara R. Savage | Bing Zhang
- 文章鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009286742400583X
Highlights
Para_01
- 將腫瘤蛋白基因組與細(xì)胞系數(shù)據(jù)整合揭示了泛癌癥可藥用靶點(diǎn)
- 蛋白質(zhì)基因組學(xué)發(fā)現(xiàn)合成致死性有助于針對(duì)腫瘤抑制因子丟失進(jìn)行靶向治療
- 計(jì)算工作流程能夠有效地識(shí)別腫瘤抗原
- 網(wǎng)頁(yè)門戶提供了對(duì)已識(shí)別目標(biāo)和其支持?jǐn)?shù)據(jù)的訪問(wèn)
Summary
Para_01
- 被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)的抗癌藥物的目標(biāo)蛋白少于200個(gè)匾旭。
- 我們將來(lái)自Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium (CPTAC)的proteogenomics數(shù)據(jù)與額外的公共數(shù)據(jù)集整合梯刚,這些數(shù)據(jù)來(lái)自1043名患者哈蝇,涵蓋10種癌癥類型棺妓,用以識(shí)別潛在的藥物治療靶點(diǎn)。
- 對(duì)2863個(gè)可用藥蛋白的泛癌癥分析顯示炮赦,蛋白的豐度范圍廣泛怜跑,并識(shí)別了影響mRNA-蛋白相關(guān)性的生物學(xué)因素。
- 通過(guò)整合腫瘤的蛋白組數(shù)據(jù)和細(xì)胞系的基因篩查數(shù)據(jù)吠勘,我們識(shí)別了由蛋白過(guò)表達(dá)或超激活驅(qū)動(dòng)的可用藥依賴性性芬,這能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)有效的藥物靶點(diǎn)。
- 蛋白基因組學(xué)識(shí)別合成致死性為針對(duì)腫瘤抑制基因丟失的治療提供了策略剧防。
- 結(jié)合蛋白基因組學(xué)分析和MHC結(jié)合預(yù)測(cè)植锉,優(yōu)先考慮突變KRAS肽作為有前景的公共新抗原。
- 通過(guò)計(jì)算識(shí)別共享的腫瘤相關(guān)抗原峭拘,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證俊庇,提名肽作為免疫治療靶點(diǎn)狮暑。
- 這些分析,匯總于https://targets.linkedomics.org辉饱,構(gòu)建了伴隨診斷搬男、藥物再利用和治療發(fā)展的蛋白和肽靶點(diǎn)的全面景觀。
Graphical abstract
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Keywords
- pan-cancer, proteogenomics, drug targets, proteomics, synthetic lethality, neoantigens, tumor antigens, data integration
Introduction
Para_01
- 下一代測(cè)序技術(shù)已經(jīng)革新了癌癥研究彭沼,通過(guò)對(duì)癌癥基因組和轉(zhuǎn)錄組的深入表征缔逛,極大地提高了我們對(duì)癌癥生物學(xué)的理解。
- 盡管取得了這些進(jìn)步姓惑,但大多數(shù)癌癥患者仍然接受放療和化療褐奴,這些治療方法與顯著的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和毒性相關(guān)。
- 靶向治療挺益,包括小分子藥物歉糜、單克隆抗體、抗體-藥物偶聯(lián)物(ADCs)望众、蛋白降解靶向嵌合分子(PROTACs)匪补、抗體導(dǎo)向酶前藥治療(ADEPTs)、癌癥治療疫苗烂翰、檢查點(diǎn)抑制劑和T細(xì)胞治療夯缺,有望實(shí)現(xiàn)更有效、更精確的癌癥治療甘耿。
- 由于蛋白質(zhì)是這些治療的主要靶點(diǎn)踊兜,并且是癌癥驅(qū)動(dòng)基因和表觀遺傳異常的功能效應(yīng)器,因此蛋白質(zhì)組學(xué)佳恬,即無(wú)偏倚質(zhì)譜(MS)為基礎(chǔ)的蛋白質(zhì)組學(xué)與基因組學(xué)捏境、表觀基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)的整合,為探索現(xiàn)有和未來(lái)的癌癥治療靶點(diǎn)提供了一個(gè)強(qiáng)大的框架毁葱。
Para_02
- 臨床蛋白質(zhì)組腫瘤分析聯(lián)盟(CPTAC)對(duì)超過(guò)1000個(gè)前瞻性收集的垫言、未經(jīng)治療的原始腫瘤進(jìn)行了蛋白質(zhì)基因組表征,這些腫瘤涵蓋10種癌癥類型倾剿,其中許多伴有匹配的正常鄰近組織筷频。
- CPTAC泛癌癥資源工作組對(duì)這10種癌癥類型的所有組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行了協(xié)調(diào),以用于泛癌癥蛋白質(zhì)基因組學(xué)研究前痘。
- 在本研究中凛捏,我們將這一數(shù)據(jù)集與其他公共數(shù)據(jù)集相結(jié)合,以揭示癌癥治療的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)芹缔。
- 我們的分析為現(xiàn)有的癌癥藥物靶點(diǎn)提供了見(jiàn)解坯癣,并系統(tǒng)地識(shí)別了藥物再利用或開(kāi)發(fā)的新候選靶點(diǎn)。
- 這些包括過(guò)度表達(dá)和過(guò)度激活的蛋白質(zhì)依賴性最欠,與腫瘤抑制基因(TSGs)丟失相關(guān)的蛋白質(zhì)依賴性坡锡,以及可能的neoantigens和腫瘤相關(guān)抗原蓬网。
Results
Proteomic quantification of druggable genes
藥物靶點(diǎn)基因的蛋白質(zhì)組定量
Para_01
- 我們分析了來(lái)自1043個(gè)腫瘤樣本和524個(gè)正常組織樣本的10種癌癥類型的和諧CPTAC蛋白質(zhì)基因組學(xué)數(shù)據(jù),包括乳腺癌浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌(BRCA)鹉勒、透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌(CCRCC)、結(jié)腸腺癌(COAD)吵取、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)禽额、頭頸鱗狀細(xì)胞癌(HNSCC)、肺腺癌(LUAD)皮官、肺鱗狀細(xì)胞癌(LSCC)脯倒、卵巢漿液性囊腺癌(OV)、胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)和子宮體子宮內(nèi)膜癌(UCEC)(表S1)捺氢。
- 通過(guò)分析突變藻丢、拷貝數(shù)變異(CNV)、甲基化摄乒、轉(zhuǎn)錄本悠反、蛋白質(zhì)和磷酸化位點(diǎn)豐度數(shù)據(jù)(圖1A),我們旨在為生物標(biāo)志物指導(dǎo)的患者選擇馍佑、藥物再利用和新療法的開(kāi)發(fā)提供可行的見(jiàn)解斋否。
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- 圖 1. 隊(duì)列概覽和治療靶點(diǎn)的蛋白質(zhì)組景觀(A)10個(gè)癌癥隊(duì)列的腫瘤和正常組織樣本數(shù)量以及每種組學(xué)類型的總識(shí)別特征數(shù)量。(B)五個(gè)靶標(biāo)層級(jí)中每個(gè)層級(jí)存在的基因數(shù)量拭荤。重疊的基因被分配到最高的層級(jí)茵臭。(C)每個(gè)層級(jí)中屬于每個(gè)功能家族的基因百分比。(D)在至少一個(gè)隊(duì)列中每種組學(xué)類型識(shí)別的基因數(shù)量舅世。(E)每個(gè)隊(duì)列中靶點(diǎn)的中值log2 MS1強(qiáng)度(蛋白質(zhì)豐度)的熱圖旦委。(F)所有蛋白質(zhì)按每個(gè)隊(duì)列中的中值的中值豐度排序,顏色尺度與(E)相同雏亚。具有最高和最低中值豐度的藥物靶點(diǎn)被標(biāo)記缨硝,以及批準(zhǔn)用于癌癥的藥物數(shù)量最多的靶點(diǎn)。(G)散點(diǎn)圖比較了在至少3個(gè)隊(duì)列中可用藥蛋白質(zhì)的所有樣本的中值log2 RNA表達(dá)和中值log2蛋白質(zhì)豐度评凝。包括了所有基因或中值log2 RSEM高于或低于6的基因的Spearman相關(guān)系數(shù)追葡。(H)mRNA和蛋白質(zhì)豐度之間無(wú)相關(guān)性基因的Spearman相關(guān)系數(shù)熱圖。(I)LSCC隊(duì)列中CDK9蛋白質(zhì)豐度與CDK9 mRNA豐度之間或CDK9蛋白質(zhì)豐度與CCNT1蛋白質(zhì)豐度之間的Spearman相關(guān)系數(shù)奕短。(J)基于CDK9蛋白質(zhì)的全局蛋白質(zhì)共表達(dá)(頂部)或基于CDK9 mRNA的全局mRNA共表達(dá)(底部)的mRNA處理基因集的GSEA富集宜肉。另見(jiàn)圖S1和表S1和S2。
Para_01
- 我們從DrugBank翎碑、Guide to Pharmacology (GtoPdb)谬返、藥物基因交互數(shù)據(jù)庫(kù)和理論人類表面蛋白組中整理了藥物靶點(diǎn)信息,并將這些靶點(diǎn)分為五個(gè)層級(jí)(如圖1B所示)日杈。
- 第一層級(jí)包含了被任何監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)用于治療任何類型癌癥的藥物的初級(jí)抑制靶點(diǎn)遣铝。
- 在156個(gè)第一層級(jí)的靶點(diǎn)中佑刷,超過(guò)30%是激酶(如圖1C所示)。
- 第二層級(jí)由471個(gè)被批準(zhǔn)用于治療其他適應(yīng)癥的藥物的初級(jí)抑制靶點(diǎn)組成酿炸,相較于第一層級(jí)瘫絮,其包含了更高比例的離子通道和G蛋白偶聯(lián)受體(GPCRs)。
- 第三層級(jí)包括了448個(gè)被考慮用于研究或?qū)嶒?yàn)性藥物的抑制靶點(diǎn)填硕,其中包含了相對(duì)較大比例的表觀遺傳藥物盛嘿。
- 第四層級(jí)由剩余的1,081個(gè)在小分子藥物中頻繁被靶的蛋白質(zhì)家族的基因組成确垫。
- 第五層級(jí)包括了707個(gè)細(xì)胞表面膜蛋白樱蛤。
- 完整的靶點(diǎn)及其分層的列表可以在表S2中找到硅蹦。
Para_02
- 五個(gè)目標(biāo)層次總共包含了2,863個(gè)基因,所有這些基因都通過(guò)RNA測(cè)序(RNA-seq)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化姻檀,而蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)覆蓋了71%(見(jiàn)圖1D)命满。
- 在每個(gè)隊(duì)列中,量化的可成藥蛋白顯示出中等蛋白質(zhì)豐度的一個(gè)廣泛范圍(見(jiàn)圖1E)绣版。
- 在所有隊(duì)列中胶台,SERPINA1在可成藥蛋白中具有最高的總體中值豐度,而S1PR5具有最低的總體中值豐度(見(jiàn)圖1F)僵娃。
- 此外概作,被八種或更多批準(zhǔn)的腫瘤藥物靶向的蛋白,包括TUBB默怨、PDGFRB讯榕、EGFR、TOP2A匙睹、FLT1愚屁、ERBB2、KIT痕檬、TYMS霎槐、PDGFRA、FLT4和KDR梦谜,也顯示出總體中值豐度的廣泛譜系丘跌。
Para_03
- 蛋白質(zhì)含量中位數(shù)較高的基因往往具有較高mRNA含量中位數(shù);然而唁桩,這種關(guān)聯(lián)在mRNA含量較低的基因中減弱(log2 RSEM [使用期望最大化法從RNA-Seq軟件得到的歸一化計(jì)數(shù)] ≤ 6)(圖S1A)闭树,在可成藥基因子集中也可見(jiàn)到這一趨勢(shì)(圖1G)。
- 在mRNA含量低的可成藥基因中荒澡,除三個(gè)以外报辱,其余基因的蛋白質(zhì)鑒定均使用PepQuery2.12進(jìn)行了驗(yàn)證。
- 我們觀察到单山,在mRNA含量低的可成藥基因中碍现,注釋為人類蛋白質(zhì)圖譜13的分泌蛋白顯著富集(費(fèi)舍爾精確檢驗(yàn)幅疼,p = 2.2 × 10^-13,圖1G)昼接,這可能是mRNA和蛋白質(zhì)含量之間觀察到的差異的一個(gè)原因爽篷。
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- 圖S1. mRNA和蛋白相關(guān)性,與圖1相關(guān)(A)所有基因的中位數(shù)RNA豐度和中位數(shù)蛋白豐度慢睡。藥物靶點(diǎn)根據(jù)層級(jí)著色狼忱。顯示了局部加權(quán)回歸散點(diǎn)平滑曲線,虛線表示曲線上的最低點(diǎn)一睁。所有基因的mRNA和蛋白豐度之間的Spearman相關(guān)系數(shù)顯示出來(lái),并分別針對(duì)中位數(shù)RNA豐度小于或大于6進(jìn)行計(jì)算佃却。(B)不同癌癥隊(duì)列中所有基因的mRNA和蛋白表達(dá)的基因-wise Spearman相關(guān)性分布者吁。(C)每個(gè)隊(duì)列中所有基因、每個(gè)層級(jí)中的基因以及不屬于任何層級(jí)的基因("其他")的中位數(shù)基因-wise Spearman相關(guān)系數(shù)饲帅。使用配對(duì)t檢驗(yàn)比較層級(jí)與其他基因之間的中位數(shù)复凳。(D)CDK9和CCNT1蛋白豐度與mRNA豐度之間的Spearman相關(guān)性。(E)HDAC3和GPS2蛋白豐度與mRNA豐度之間的Spearman相關(guān)性灶泵。?p < 0.05育八。
Para_03
- 在10個(gè)隊(duì)列中,基因水平的mRNA與蛋白相關(guān)性中位數(shù)從0.34到0.61不等赦邻,總體中位數(shù)為0.48髓棋,并且每個(gè)隊(duì)列包含1200至3500個(gè)基因,這些基因與蛋白的mRNA呈顯著正相關(guān)(圖S1B)惶洲。
- 值得注意的是按声,在所有五個(gè)層次上可成藥基因的mRNA-蛋白相關(guān)性中位數(shù)顯著高于其他基因(圖S1C)。
- 這可能部分解釋了為什么在大型蛋白復(fù)合物中恬吕,如核糖體签则、氧化磷酸化復(fù)合物和RNA聚合酶中的可成藥基因會(huì)富集,這些復(fù)合物往往具有較差的mRNA-蛋白相關(guān)性铐料。
- 盡管有這個(gè)有趣的觀察渐裂,但在大多數(shù)隊(duì)列中,超過(guò)一半的可成藥基因的mRNA-蛋白相關(guān)性低于0.6钠惩。
- 實(shí)際上柒凉,有19個(gè)可成藥基因在所有10個(gè)隊(duì)列中均未顯示出顯著的mRNA-蛋白正相關(guān)性(校正p值大于0.01或相關(guān)性系數(shù)小于0)(圖1H)。
- 這些基因主要與分泌蛋白相關(guān)妻柒,但也包括HDAC3和CDK9這兩個(gè)參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控且未知是否分泌的基因扛拨。
- CDK9蛋白豐度與所有癌癥類型對(duì)應(yīng)的mRNA豐度相關(guān)性較差,但它與結(jié)合伴侶周期蛋白T1(CCNT1)蛋白豐度的相關(guān)性最強(qiáng)举塔,所有蛋白中沒(méi)有相應(yīng)的mRNA正相關(guān)性(圖1I和S1D)绑警。
- 此外求泰,與CDK9蛋白共表達(dá)的蛋白的基因集富集分析(GSEA)顯示,參與mRNA處理的蛋白顯著富集计盒,這是CDK9已知的生物學(xué)功能渴频。
- 然而,與CDK9 mRNA共表達(dá)的mRNA則顯示出相反的模式(圖1J)北启。
- 這些結(jié)果表明卜朗,與mRNA水平相比,CDK9蛋白水平更能代表其功能咕村。
- 同樣场钉,HDAC3蛋白豐度與GPS2蛋白豐度高度相關(guān)(圖S1E),而不是HDAC3 mRNA豐度懈涛,GPS2是一種轉(zhuǎn)錄輔阻遏蛋白逛万,與HDAC3形成復(fù)合物。
- 這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了直接測(cè)量可成藥基因蛋白豐度的重要性批钠。
Targetable dependencies driven by protein overexpression
由蛋白過(guò)表達(dá)驅(qū)動(dòng)的可靶向依賴性
Para_01
- 我們比較了腫瘤和正常組織樣本宇植,以確定在腫瘤中過(guò)度表達(dá)的蛋白質(zhì)。
- 為了進(jìn)一步篩選對(duì)癌癥細(xì)胞生存和增殖至關(guān)重要的蛋白質(zhì)埋心,因此是良好的治療靶點(diǎn)指郁,我們使用了來(lái)自相應(yīng)譜系的癌癥細(xì)胞系的CRISPR-Cas9篩選實(shí)驗(yàn)中的基因依賴分?jǐn)?shù),這些數(shù)據(jù)是從癌癥依賴圖(DepMap)下載的拷呆。
- 在具有正常樣本的8個(gè)隊(duì)列中(表S1)闲坎,有999-2914個(gè)基因在腫瘤組織中顯著過(guò)度表達(dá)(校正p≤0.01,威爾科克森秩和檢驗(yàn))洋腮,并且在細(xì)胞系中基因敲除(KO)后細(xì)胞生長(zhǎng)顯著減少(校正p≤0.01箫柳,單尾t檢驗(yàn);圖2A啥供;表S3A)悯恍。
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- 圖2.基于基因篩查和基因組異常的靶向腫瘤過(guò)度表達(dá)蛋白的優(yōu)先級(jí)排序(A)根據(jù)腫瘤組織中蛋白質(zhì)上調(diào)和細(xì)胞系中CRISPR效應(yīng)評(píng)分低于零,定義每種癌癥類型的潛在可用藥靶點(diǎn)伙狐。在腫瘤與正常比較中涮毫,按顯著性排列的前10個(gè)可用藥靶點(diǎn)已標(biāo)記。右下角的數(shù)字是每個(gè)層次中候選和可用藥靶點(diǎn)的總數(shù)贷屎。(B)至少五種癌癥類型共享的潛在可用藥罢防、非泛必需靶點(diǎn)。(C)通過(guò)Student's t檢驗(yàn)唉侄,評(píng)估每個(gè)隊(duì)列中突變樣本與WT樣本的基因同源mRNA和蛋白質(zhì)豐度的差異咒吐。(D)基因的同源mRNA和蛋白質(zhì)豐度與腫瘤中低甲基化基因的甲基化水平的相關(guān)性(Spearman相關(guān))。三角形表示與正常樣本相比,腫瘤樣本中蛋白質(zhì)的過(guò)表達(dá)恬叹。(E)對(duì)于焦點(diǎn)擴(kuò)增區(qū)域的基因候生,CNV、RNA和蛋白質(zhì)豐度之間的正Spearman相關(guān)绽昼。三角形表示與正常樣本相比唯鸭,腫瘤樣本中蛋白質(zhì)的過(guò)表達(dá)。另見(jiàn)圖S2和表S3硅确。
Para_01
- 這個(gè)池中共有457種蛋白質(zhì)可以被歸類到5個(gè)目標(biāo)層級(jí)中目溉。盡管許多蛋白質(zhì)特定于某種癌癥類型,但有51種蛋白質(zhì)至少被5種癌癥類型共有菱农,且沒(méi)有被DepMap指定為泛必需蛋白質(zhì)(見(jiàn)圖2B)缭付。這些可針對(duì)的泛癌癥依賴包括5個(gè)層級(jí)1目標(biāo),7個(gè)層級(jí)2目標(biāo)循未,提示了藥物再利用的機(jī)會(huì)蛉腌,19個(gè)層級(jí)3目標(biāo),可能為實(shí)驗(yàn)性藥物提供指示只厘,以及15個(gè)層級(jí)4目標(biāo)和5個(gè)層級(jí)5目標(biāo),它們是新療法開(kāi)發(fā)的良好候選舅巷。值得注意的是羔味,層級(jí)1目標(biāo)GART和層級(jí)3目標(biāo)PAK1在所有八種癌癥類型中均表現(xiàn)出過(guò)表達(dá)和依賴。
Para_02
- 我們進(jìn)一步整合了mRNA和蛋白表達(dá)數(shù)據(jù)以及突變钠右、甲基化和拷貝數(shù)數(shù)據(jù)赋元,以確定過(guò)表達(dá)的蛋白與各自基因中的基因異常有關(guān)(STAR方法)。
- 這些分析包括既可以是靶點(diǎn)蛋白飒房,也可以是由于其潛在的致癌驅(qū)動(dòng)作用而目前無(wú)法成為靶點(diǎn)的蛋白搁凸。
- 在突變分析的結(jié)果中(圖2C;表S3B)狠毯,GBM和LUAD中的EGFR突變經(jīng)常伴隨著拷貝數(shù)擴(kuò)增护糖,與EGFR mRNA和蛋白水平的增加有關(guān)。
- GATA3突變嚼松,已知會(huì)破壞E3泛素連接酶的識(shí)別基序嫡良,19導(dǎo)致BRCA中的蛋白和mRNA水平升高。
- CTNNB1突變與UCEC中蛋白水平增加但mRNA水平不增加有關(guān)献酗,這與現(xiàn)有的CTNNB1熱點(diǎn)突變使突變蛋白逃避β-Trcp識(shí)別和后續(xù)降解的知識(shí)相符寝受。20
- TP53突變(圖2C),尤其是DNA結(jié)合域中的錯(cuò)義突變(圖S2A和S2B)罕偎,與8個(gè)隊(duì)列中蛋白豐度的增加但mRNA沒(méi)有相應(yīng)增加有關(guān)很澄。
- 眾所周知,DNA結(jié)合域中的TP53錯(cuò)義突變不僅破壞蛋白的DNA結(jié)合,還延長(zhǎng)其半衰期甩苛。21
- 在甲基化方面(圖2D蹂楣;表S3C),LSCC中的激酶PRKCI和PAK2在甲基化與mRNA和蛋白表達(dá)水平之間顯示出顯著的負(fù)相關(guān)性浪藻,與正常組織相比捐迫,腫瘤中的甲基化水平顯著降低而蛋白豐度更高。
- 同樣爱葵,BAR適配器家族蛋白BIN2在其甲基化與5個(gè)隊(duì)列的mRNA和蛋白水平之間也顯示出顯著的負(fù)相關(guān)性施戴。
- 此外,與正常組織相比萌丈,BIN2在CCRCC赞哗、PDAC和HNSCC的腫瘤中過(guò)表達(dá),并在這三種癌癥類型的細(xì)胞系中顯示依賴性(表S3A)辆雾。
- 在拷貝數(shù)改變的情況下肪笋,5個(gè)層次上的44個(gè)基因在拷貝數(shù)擴(kuò)增時(shí)mRNA和蛋白水平顯著升高(表S3D)。
- 其中度迂,21個(gè)基因在至少1個(gè)隊(duì)列的腫瘤中相比于正常組織增加藤乙,包括ERBB2、EGFR和CDK6等知名癌癥驅(qū)動(dòng)基因惭墓,以及CLK2坛梁、MAP4K5、PPAT腊凶、PYGL和SLC12A9等研究較少的基因(圖2E)划咐。
- 總的來(lái)說(shuō),這些分析將過(guò)表達(dá)的蛋白優(yōu)先考慮為藥物再利用或開(kāi)發(fā)的候選物钧萍。
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- 圖S2:TP53突變對(duì)蛋白質(zhì)含量的影響褐缠,與圖2相關(guān)。(A)突變樣本中的TP53蛋白質(zhì)含量與同一癌癥隊(duì)列的野生型蛋白質(zhì)含量中位數(shù)進(jìn)行比較风瘦。x軸表示蛋白質(zhì)序列中突變的首個(gè)位置队魏。AD,激活域万搔;TD器躏,四聚化域。(B)突變樣本中的TP53蛋白質(zhì)含量與同一癌癥隊(duì)列的每種突變類型的野生型蛋白質(zhì)含量中位數(shù)進(jìn)行比較蟹略。
Targetable dependencies driven by protein hyperactivation
由蛋白質(zhì)超活化驅(qū)動(dòng) 的可靶向依賴性
Para_01
- 除了過(guò)表達(dá)外登失,蛋白質(zhì)活性還可能通過(guò)翻譯后修飾改變來(lái)驅(qū)動(dòng)腫瘤生成。
- 為了確定由蛋白質(zhì)超活化驅(qū)動(dòng)的可靶向依賴性挖炬,我們對(duì)腫瘤和正常樣本之間的磷酸化位點(diǎn)進(jìn)行了差異豐度分析揽浙,篩選出在腫瘤中過(guò)表達(dá)的、在可靶向蛋白質(zhì)上的激活磷酸化位點(diǎn),并將這些結(jié)果與同譜系癌癥細(xì)胞系中它們宿主基因的DepMap依賴性評(píng)分整合在一起馅巷。
Para_02
- 在8個(gè)具有正常樣本的隊(duì)列中膛虫,18-100個(gè)激活磷酸位點(diǎn)在腫瘤組織中的表達(dá)顯著增加(校正p≤0.01,威爾科克森秩和檢驗(yàn))钓猬,當(dāng)在細(xì)胞系中對(duì)相應(yīng)宿主蛋白進(jìn)行基因敲除時(shí)稍刀,細(xì)胞生長(zhǎng)呈現(xiàn)一致性的下降(校正p≤0.01,單尾t檢驗(yàn)敞曹;圖3A账月;表S4A)。這包括了總共229個(gè)激活磷酸位點(diǎn)-癌癥組合澳迫,其中有90個(gè)涉及到的磷酸位點(diǎn)位于5個(gè)目標(biāo)層級(jí)中整理的蛋白質(zhì)上局齿。
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- 圖3.基于基因篩查數(shù)據(jù)的目標(biāo)可靶向腫瘤高度激活蛋白的優(yōu)先級(jí)排序(A)每種癌癥類型定義的可靶向蛋白高度激活事件,通過(guò)腫瘤組織中激活磷酸位點(diǎn)豐度的增加和相應(yīng)蛋白的CRISPR基因效應(yīng)評(píng)分低于零來(lái)確定橄登。腫瘤與正常組織比較中意義最高的前10個(gè)高度激活事件被標(biāo)記抓歼。右下角的數(shù)字分別表示每個(gè)層次的總候選數(shù)目和可藥物干預(yù)的高度激活事件數(shù)目。(B)至少兩種癌癥類型共享的非泛-必需宿主靶點(diǎn)的可靶向蛋白高度激活事件拢锹。(C)帶有增加激活位點(diǎn)磷酸化注釋的激酶活性推斷谣妻。(D)在腫瘤中推斷活性顯著增加且在基因篩查中具有顯著依賴評(píng)分的激酶。另見(jiàn)圖S3和表S4卒稳。
Para_02
- 在這些蛋白質(zhì)超活化事件中拌禾,有31個(gè)發(fā)生在兩種或以上的癌癥類型中,它們宿主蛋白沒(méi)有被DepMap歸類為泛必需蛋白(圖3B)展哭。
- 這20個(gè)事件涉及激酶上的激活位點(diǎn)。
- 有8個(gè)磷酸化位點(diǎn)出現(xiàn)在五種或以上的癌癥類型中闻蛀,包括HDAC1 S421(第1層)匪傍、ITGA4 S1021(第2層)、PTPN1 S50和PAK1 S174(第3層)觉痛,以及MAPK6 S189役衡、CAD S1859、CDK10 T196和RPS6KA4 T687(第4層)薪棒。
- 一些發(fā)現(xiàn)手蝎,如PTPN1、PAK1和CAD俐芯,強(qiáng)化了之前的蛋白質(zhì)過(guò)表達(dá)結(jié)果(圖2B)棵介,而其他的是通過(guò)磷酸化位點(diǎn)分析獨(dú)特識(shí)別的。
Para_03
- 基于磷位點(diǎn)差異分析結(jié)果吧史,我們進(jìn)一步使用激酶-底物富集分析(KSEA)算法推斷腫瘤和正常樣本之間改變的激酶活性(表S4B)邮辽。
- 在8個(gè)隊(duì)列中,共有19個(gè)激酶活性增加,其中11個(gè)有支持性證據(jù)顯示在一個(gè)或多個(gè)隊(duì)列中激酶激活位點(diǎn)的磷酸化上調(diào)(圖3C)吨述。
Para_04
- 在涉及的31個(gè)激酶-癌癥對(duì)中岩睁,有15個(gè)獨(dú)特的激酶在腫瘤中顯示出增加的激酶活性,并且在相應(yīng)的細(xì)胞系中具有顯著的依賴性揣云,其中最顯著過(guò)度激活的激酶是CDK1捕儒、CDK2和CDC7(圖3D)。
- 這些激酶的過(guò)度激活得到了它們調(diào)節(jié)蛋白的過(guò)表達(dá)的支持邓夕,分別是相對(duì)于正常組織的腫瘤中的cyclin B1(CCNB1)刘莹、cyclin E1(CCNE1)和DBF4(圖S3A)。
- 此外翎迁,在腫瘤樣本內(nèi)栋猖,這些激酶的推斷活性與相應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白的mRNA和蛋白質(zhì)豐度相關(guān)(圖S3B)。
- 所有激酶都得到了它們底物在腫瘤組織中過(guò)豐富磷酸化的支持汪榔,并且一些蛋白質(zhì)底物也是可藥物治療的(圖S3C)蒲拉,這可能被探索用于聯(lián)合治療。
- 總的來(lái)說(shuō)痴腌,這些分析提名為過(guò)度活躍的蛋白質(zhì)作為潛在的有效治療靶點(diǎn)雌团,以進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
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- 圖S3.腫瘤中激酶活性增加士聪,與圖3相關(guān)锦援。(A)使用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)比較腫瘤與正常樣本中CCNB1、CCNE1和DBF4 RNA的表達(dá)剥悟。p < 0.05灵寺。(B)腫瘤中CDK1、CDK2和CDC7激酶活性評(píng)分與相應(yīng)調(diào)控蛋白的RNA和蛋白質(zhì)豐度的Spearman相關(guān)性区岗。p < 0.05略板。(C)腫瘤中活性增加的激酶及其磷酸化位點(diǎn)底物的網(wǎng)絡(luò)。大彩色圓圈表示相應(yīng)癌癥隊(duì)列中激酶活性增加慈缔。邊緣連接到至少在一個(gè)隊(duì)列中腫瘤樣本中增加的磷酸化位點(diǎn)底物叮称,底物根據(jù)宿主蛋白的層次著色∶旰祝灰色節(jié)點(diǎn)表示在至少一個(gè)隊(duì)列中增加的底物瓤檐,但沒(méi)有可用藥的注釋。
Evaluation of the predicted druggable dependencies
預(yù)測(cè)可成藥依賴性的評(píng)估
Para_01
- 為了評(píng)估我們的預(yù)測(cè)質(zhì)量與有效性(見(jiàn)圖2A和3A)娱节,我們首先比較了每個(gè)目標(biāo)層次中預(yù)測(cè)的有效靶點(diǎn)在所有可靶向基因中的比例挠蛉。
- 這種分析是針對(duì)每種癌癥類型單獨(dú)進(jìn)行的,僅限于在癌癥類型中同時(shí)具有CPTAC和DepMap數(shù)據(jù)的可靶向基因肄满。
- 對(duì)于所有癌癥類型瓦灶,預(yù)測(cè)的有效靶點(diǎn)比例最高的一致出現(xiàn)在第一層,這是預(yù)期的集嵌,因?yàn)榈谝粚影艘呀?jīng)批準(zhǔn)的腫瘤藥物靶點(diǎn)。
- 與第2層蹂窖、第4層和第5層相比,第1層的中位數(shù)比例顯著更高(p < 0.01恩敌,Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)瞬测;見(jiàn)圖4A)。
- 第1層和第3層的中位數(shù)比例之間的差異較芯琅凇(p = 0.016)月趟。
- 這一發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)的事實(shí)來(lái)解釋,即盡管第3層基因目前沒(méi)有被批準(zhǔn)的腫瘤藥物靶向恢口,但它們通常是腫瘤研究的重點(diǎn)孝宗。
- 這些發(fā)現(xiàn)表明我們的預(yù)測(cè)富含已批準(zhǔn)或正在研究的腫瘤藥物靶點(diǎn)。
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- 圖4.優(yōu)先藥物靶點(diǎn)的評(píng)估和驗(yàn)證(A)箱形圖顯示了通過(guò)藥物靶點(diǎn)層次預(yù)測(cè)的所有可靶點(diǎn)基因中有效靶點(diǎn)的比例耕肩。p值來(lái)自Wilcoxon符號(hào)秩和檢驗(yàn)因妇。(B)工作流程描述了使用PRISM初步篩選藥物反應(yīng)數(shù)據(jù)集對(duì)優(yōu)先靶點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估的過(guò)程。(C)使用CRISPR數(shù)據(jù)單獨(dú)猿诸、腫瘤與正常數(shù)據(jù)單獨(dú)以及兩種方法結(jié)合對(duì)各種癌癥類型優(yōu)先選擇有效藥物靶點(diǎn)的成功率婚被。p值來(lái)自z檢驗(yàn)。(D)三種方法的敏感性梳虽、特異性和準(zhǔn)確性址芯。(E-G)小提琴圖比較了腫瘤與正常(上板,p值來(lái)自Wilcoxon秩和檢驗(yàn))的靶蛋白豐度和細(xì)胞系中靶點(diǎn)依賴性評(píng)分(下板窜觉,p值來(lái)自單樣本t檢驗(yàn))的層次4靶點(diǎn)CAD(E)谷炸、PAK2(F)和ITGB5(G)。(H-J)繪制了細(xì)胞生長(zhǎng)(左板)和細(xì)胞系異種移植腫瘤體積(右板禀挫,每組4-6只小鼠)的圖表旬陡,來(lái)自對(duì)照和第4層靶點(diǎn)敲低細(xì)胞系shCAD(H)、shPAK2(I)和shITGB5(J)特咆。數(shù)據(jù)是平均值±SEM。p值來(lái)自t檢驗(yàn)录粱。p<0.05,p<0.01,**p<0.001,****p<0.0001腻格。另見(jiàn)圖S4和表S5。
Para_01
- 為了進(jìn)一步評(píng)估我們的預(yù)測(cè)啥繁,我們使用了來(lái)自藥物重定位資源PRISM(同時(shí)混合物中相關(guān)抑制的剖析和相對(duì)抑制)的初步篩選數(shù)據(jù)(STAR方法)菜职。
- 在1-3層的1075個(gè)可用藥蛋白中,我們能夠針對(duì)325個(gè)分子靶點(diǎn)評(píng)估648種獨(dú)特藥物的反應(yīng)旗闽,這些分子靶點(diǎn)同時(shí)具有CPTAC和DepMap CRISPR KO數(shù)據(jù)(圖4B)酬核。
- 總體而言蜜另,這些實(shí)驗(yàn)在所有5184個(gè)藥物-細(xì)胞系對(duì)中顯示出15%的成功率(平均log2存活率降低>0.3,p<0.01嫡意,單樣本t檢驗(yàn))举瑰。
- 然后,我們比較了三種不同方法的預(yù)測(cè)性能:僅CRISPR蔬螟,僅腫瘤與正常組織比較此迅,以及我們的結(jié)合兩種策略的方法(圖4C,4D和S4A-S4C旧巾;表S5A)耸序。
- 僅基于CRISPR的預(yù)測(cè)將識(shí)別成功PRISM藥物反應(yīng)的機(jī)會(huì)從15%增加到22%(p<2.2e-16,z檢驗(yàn))鲁猩,在三種方法中顯示出最高的靈敏度和最低的特異性坎怪,準(zhǔn)確率為57%。
- 僅基于腫瘤與正常組織比較的預(yù)測(cè)將藥物反應(yīng)識(shí)別的機(jī)會(huì)增加到29%(p<2.2e-16廓握,z檢驗(yàn))搅窿,顯示出比僅CRISPR方法更低的靈敏度和更高的特異性,并產(chǎn)生相對(duì)更高的準(zhǔn)確率疾棵,為67%戈钢。
- 我們的方法,整合了腫瘤-正常比較和細(xì)胞依賴性數(shù)據(jù)是尔,實(shí)現(xiàn)了識(shí)別成功藥物反應(yīng)的最高率殉了,將成功率從15%提升到39%(p=2.9e-8,z檢驗(yàn))拟枚,相應(yīng)地使成功藥物實(shí)驗(yàn)的可能性增加了2.6倍薪铜。
- 盡管我們的方法與僅CRISPR方法相比顯示出較低的靈敏度,但它將特異性從53%提高到了83%(提高了57%)恩溅,將準(zhǔn)確率從57%提高到了76%(提高了33%)隔箍。
- 鑒于這些方法產(chǎn)生了大量的預(yù)測(cè),高特異性和準(zhǔn)確率對(duì)于提名真正有前景的靶點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和臨床驗(yàn)證至關(guān)重要脚乡。
Para_02
- 值得注意的是蜒滩,在我們的評(píng)估中,一些假陽(yáng)性奶稠,例如基于對(duì)研究用的HDAC1抑制劑tacedinaline和聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)抑制劑niraparib俯艰、olaparib和rucaparib無(wú)反應(yīng)的情況,可能是由于這些藥物的低效價(jià)所致锌订。
- 這種解釋得到了對(duì)已批準(zhǔn)的HDAC1抑制劑belinostat和panobinostat以及更有效的PARP抑制劑talazoparib23的積極反應(yīng)的支持(圖S4D和S4E)竹握。
- 相反,一些明顯的假陰性辆飘,例如基于對(duì)PRKCB抑制劑enzastaurin和MAP2K1/MAP2K2抑制劑refametinib在幾種沒(méi)有預(yù)測(cè)依賴性的癌癥類型中的反應(yīng)啦辐,根據(jù)Sanger的癌癥藥物敏感性基因組學(xué)(GDSC)數(shù)據(jù)庫(kù)的藥物反應(yīng)數(shù)據(jù)谓传,被驗(yàn)證為真陰性(圖S4F和S4G)。
- 因此芹关,我們預(yù)測(cè)的實(shí)際準(zhǔn)確度可能超過(guò)了根據(jù)PRISM評(píng)估得出的76%的估計(jì)值续挟。
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- 圖S4。優(yōu)先藥物靶點(diǎn)的評(píng)估和驗(yàn)證充边,與圖4(A-C)相關(guān)庸推。用于評(píng)估藥物-癌癥類型對(duì)預(yù)測(cè)性能的混淆矩陣,使用CRISPR KO數(shù)據(jù)(A)浇冰、腫瘤與正常(TvN)數(shù)據(jù)(B)或組合(C)預(yù)測(cè)細(xì)胞系中實(shí)際藥物反應(yīng)的有效藥物靶點(diǎn)在PRISM初級(jí)篩選中觀察到贬媒。1表示PRISM中藥物-癌癥類型對(duì)的敏感性或預(yù)測(cè)藥物-癌癥類型對(duì)的有效靶點(diǎn),否則為0肘习。(D和E)PRISM的藥物反應(yīng)和預(yù)測(cè)HDAC1(D)和PARP1/2(E)的有效性际乘。(F和G)PRISM和GDSC的藥物反應(yīng)以及預(yù)測(cè)PRKCB(F)和MAP2K1/2(G)的有效性。(H和I)小提琴圖比較腫瘤與正常(頂部面板漂佩,p值來(lái)自Wilcoxon等級(jí)和檢驗(yàn))脖含、細(xì)胞系中的靶點(diǎn)依賴性評(píng)分(中間面板,p值來(lái)自單樣本t檢驗(yàn))和細(xì)胞系對(duì)針對(duì)該靶點(diǎn)的藥物的反應(yīng)(底部面板投蝉,p值來(lái)自單樣本t檢驗(yàn))二級(jí)靶點(diǎn)SQLE(H)和三級(jí)靶點(diǎn)HSP90AA1(I)养葵。(J和K)使用tanespimycin(J)和alvespimycin(K)對(duì)PRISM對(duì)泛癌三級(jí)藥物靶點(diǎn)HSP90AA1的響應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,48小時(shí)處理后瘩缆。圖表顯示3至4次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的平均存活率±SEM相對(duì)于載體對(duì)照关拒,圖例下方顯示平均IC50。(L)繪制了HT29結(jié)腸癌細(xì)胞系異種移植瘤治療組(每組9只小鼠)接受載體對(duì)照或alvespimycin治療的平均腫瘤體積±SD庸娱。(M)繪制了HT29異種移植小鼠(每組9只小鼠)的平均體重±SD着绊。(N)western blots顯示對(duì)照和shRNA敲低結(jié)腸癌(LOVO和HT29)和胰腺癌(BXPC3)細(xì)胞系中PAK2、CAD和ITGB5的蛋白水平熟尉。
Para_02
- 盡管我們預(yù)測(cè)的泛癌癥靶點(diǎn)(在五種或更多癌癥類型中有效的靶點(diǎn))中有四分之三通過(guò)PRISM反應(yīng)數(shù)據(jù)得到驗(yàn)證屬于第一層級(jí)归露,但我們預(yù)測(cè)的第二層級(jí)和第三層級(jí)的幾個(gè)靶點(diǎn)也獲得了驗(yàn)證(表S5A)。
- 例如斤儿,針對(duì)第二層級(jí)靶點(diǎn)SQLE的藥物那夫替芬剧包,以及針對(duì)第三層級(jí)靶點(diǎn)HSP90AA1的藥物阿爾韋斯皮米辛和塔內(nèi)斯皮米辛,在多種癌癥譜系中均顯示出顯著的療效(圖S4H和S4I)往果。
- 為了確認(rèn)PRISM的高通量疆液、多路復(fù)用篩選結(jié)果,我們使用了一種低通量棚放、非多路復(fù)用的方法枚粘,在代表不同癌癥類型的八種細(xì)胞系上進(jìn)行了阿爾韋斯皮米辛和塔內(nèi)斯皮米辛的藥物反應(yīng)實(shí)驗(yàn)馅闽。
- 絕大多數(shù)細(xì)胞系的兩種藥物的半最大抑制濃度(IC50)值都低于1μM飘蚯,這加強(qiáng)了PRISM研究的發(fā)現(xiàn)(圖S4J和S4K)馍迄。
- 為了將這種驗(yàn)證擴(kuò)展到體內(nèi)設(shè)置,我們用阿爾韋斯皮米辛(50mg/kg局骤,每天腹膜內(nèi)給藥)治療了HT29結(jié)腸癌細(xì)胞系異種移植瘤攀圈。
- 與載體對(duì)照組相比,經(jīng)阿爾韋斯皮米辛處理的小鼠腫瘤體積顯著減新退Α(圖S4L)赘来。
- 重要的是,阿爾韋斯皮米辛治療在治療7天后開(kāi)始誘導(dǎo)腫瘤消退(圖S4L)凯傲,并且治療組的體重與 control 組相比沒(méi)有明顯變化(圖S4M)犬辰。
Para_03
- 我們的分析還確定了幾種目前尚未開(kāi)發(fā)藥物的等級(jí)4和等級(jí)5靶點(diǎn),作為潛在的泛癌癥靶點(diǎn)(見(jiàn)圖2B和3B)冰单。
- 我們選擇了三個(gè)這樣的靶點(diǎn)進(jìn)行低通量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證幌缝,使用短發(fā)夾RNA(shRNA)敲低,包括CAD诫欠,一種負(fù)責(zé)核苷酸合成的酶(見(jiàn)圖4E)涵卵;
- PAK2,PAK家族激酶的成員之一(見(jiàn)圖4F)荒叼;以及ITGB5轿偎,一種負(fù)責(zé)細(xì)胞粘附和信號(hào)傳導(dǎo)的細(xì)胞表面整合素(見(jiàn)圖4G)。
- 針對(duì)每個(gè)靶點(diǎn)被廓,我們建立了穩(wěn)定的shRNA和對(duì)照細(xì)胞系坏晦,包括結(jié)腸癌(HT29和LOVO)和胰腺癌(BXPC3)細(xì)胞系。
- 由于技術(shù)原因伊者,未生成穩(wěn)定的shCAD LOVO細(xì)胞系英遭。
- 在這些細(xì)胞系中,通過(guò)蛋白質(zhì)水平確認(rèn)了敲低(見(jiàn)圖S4N)亦渗。
- 細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)表明挖诸,與對(duì)照相比,靶點(diǎn)敲低抑制了細(xì)胞生長(zhǎng)(見(jiàn)圖4H-4J法精,左面板)多律。
- 此外,細(xì)胞系異種移植也顯示搂蜓,與對(duì)照相比狼荞,這些靶點(diǎn)的敲低在體內(nèi)抑制了腫瘤生長(zhǎng)(見(jiàn)圖4H-4J,右面板)帮碰。
- 這些結(jié)果表明相味,我們的方法在確定候選靶點(diǎn)方面是有用的,這些候選靶點(diǎn)是脆弱的殉挽,因此可能是未來(lái)藥物開(kāi)發(fā)的潛在靶點(diǎn)丰涉。
Protein dependencies associated with the loss of TSGs
與腫瘤抑制基因丟失相關(guān)的蛋白質(zhì)依賴性
Para_01
- TSGs 在癌癥中經(jīng)常受到功能缺失(LoF)基因異常的影響拓巧。
- 直接針對(duì)LoF TSGs進(jìn)行治療具有挑戰(zhàn)性。
- 然而一死,這些TSGs的丟失可以誘導(dǎo)腫瘤特異性依賴其他腫瘤內(nèi)的蛋白質(zhì)肛度,這使得這些蛋白質(zhì)成為合成致死治療策略的吸引人靶點(diǎn)。
- 我們對(duì)基于TSGs中LoF改變的頻率的10種癌癥類型進(jìn)行了無(wú)監(jiān)督層次聚類分析投慈,特別是CPTAC和癌癥基因組圖譜(TCGA)數(shù)據(jù)集中的框移/無(wú)義突變或深度缺失承耿。
- 此分析關(guān)注在所有CPTAC和TCGA樣本中LoF改變超過(guò)3%的TSGs,結(jié)果表明在兩個(gè)數(shù)據(jù)集中相同癌癥類型的聚類是獨(dú)特的(圖5A伪煤;表S6A)加袋。
- 這些TSGs的基因丟失與相應(yīng)基因的mRNA和蛋白質(zhì)豐度降低有關(guān),但在ARID1A和KMT2D中觀察到蛋白質(zhì)水平比mRNA水平有更大的降低抱既,而在TP53中觀察到相反的情況(圖5B)锁荔。
[圖片上傳失敗...(image-92aeaf-1727113920021)]
- 圖5.識(shí)別基因組改變的腫瘤抑制基因的合成致死伴侶作為潛在靶點(diǎn)(A)熱圖顯示了CPTAC和TCGA隊(duì)列中基因組改變頻率最高的腫瘤抑制基因。(B)來(lái)自(A)的腫瘤抑制基因?qū)ο鄳?yīng)mRNA和蛋白質(zhì)水平的順式影響蝙砌。(C)對(duì)于每種癌癥類型阳堕,每個(gè)點(diǎn)代表蛋白質(zhì)、磷酸位點(diǎn)或激酶活性在攜帶功能缺失基因突變的腫瘤中上調(diào)的重要性與其他腫瘤相比(x軸择克,值越高表示上調(diào)越顯著)恬总,以及相應(yīng)基因敲除導(dǎo)致具有腫瘤抑制缺失的匹配譜系細(xì)胞系增殖丟失的重要性與其他細(xì)胞系相比(y軸,值越低表示增殖丟失越顯著)肚邢。(D)TOP2A蛋白質(zhì)在TP53缺失的UCEC腫瘤中顯著更高壹堰,且攜帶TP53缺失的UCEC細(xì)胞系對(duì)TOP2A的依賴性顯著更高。(E)與沒(méi)有TP53缺失的細(xì)胞系相比骡湖,TP53缺失的UCEC細(xì)胞系對(duì)拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑多柔比星和米托蒽醌更敏感贱纠。(F)ANAPC1 p-S334在TP53缺失的OV腫瘤中的含量顯著更高,且攜帶TP53缺失的OV細(xì)胞系對(duì)ANAPC1的依賴性顯著更高响蕴。(G)在TP53缺失的BRCA腫瘤中谆焊,推斷的CHK1活性顯著更高,且攜帶TP53缺失的BRCA細(xì)胞系對(duì)CHK1的依賴性顯著更高浦夷。(H)三種癌癥類型中TP53缺失相關(guān)依賴性的總結(jié)辖试。請(qǐng)參見(jiàn)圖S5和表S6。
Para_01
- 為了系統(tǒng)地探索與腫瘤抑制基因(TSG)丟失相關(guān)的潛在蛋白依賴性劈狐,我們分析了每種癌癥類型中腫瘤樣本的TSGs基因缺失與蛋白豐度罐孝、磷酸化位點(diǎn)豐度和推斷的激酶活性評(píng)分的變化之間的關(guān)聯(lián)。
- 此外肥缔,對(duì)于每個(gè)TSG-蛋白莲兢、TSG-磷酸化位點(diǎn)和TSG-激酶活性對(duì),我們使用了DepMap中匹配的癌癥系譜的CRISPR數(shù)據(jù)來(lái)確定具有TSG功能喪失異常的細(xì)胞系是否與相應(yīng)基因的依賴性增加,與沒(méi)有這些異常的細(xì)胞系相比(圖S5A)改艇。
- 大多數(shù)確定的與TSG丟失相關(guān)的依賴性是特定于癌癥類型的(圖5C和S5B-S5D俗慈;表S6B-S6D)。
- 僅在KMT2D突變體中發(fā)現(xiàn)了對(duì)RPL22L1的依賴性遣耍,在COAD和UCEC中都存在。
- 有趣的是炮车,確定的TSG-磷酸化位點(diǎn)對(duì)通常比相應(yīng)的TSG-蛋白對(duì)顯示出更顯著的相關(guān)性(表S6E)舵变,這表明是磷酸化而不是蛋白豐度主要驅(qū)動(dòng)了這些依賴性。
- 同樣瘦穆,TSG-激酶活性對(duì)的相關(guān)性與基于激酶蛋白豐度的結(jié)果不同(圖S5B-S5D)纪隙。
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- 圖S5:與圖5相關(guān)的腫瘤抑制基因相關(guān)依賴性。(A)我們整合了來(lái)自腫瘤樣本的蛋白組學(xué)數(shù)據(jù)和來(lái)自癌細(xì)胞系的基因篩查數(shù)據(jù)的工作流程扛或,以識(shí)別與腫瘤抑制基因相關(guān)的依賴性绵咱。(B)統(tǒng)計(jì)腫瘤和細(xì)胞系分析中的腫瘤抑制基因-蛋白對(duì)的圖。x軸表示W(wǎng)ilcoxon秩和檢驗(yàn)的符號(hào)-log10 p值熙兔,比較具有腫瘤抑制基因伴侶基因組改變的腫瘤中的蛋白表達(dá)與按癌癥類型剩余的腫瘤悲伶。(C)統(tǒng)計(jì)腫瘤和細(xì)胞系分析中的腫瘤抑制基因-磷酸位點(diǎn)對(duì)的圖。軸類似于(B)住涉,但用于x軸計(jì)算的磷酸位點(diǎn)數(shù)據(jù)麸锉。(D)統(tǒng)計(jì)腫瘤和細(xì)胞系分析中的腫瘤抑制基因-激酶活性對(duì)的圖。軸類似于(B)舆声,但用于x軸計(jì)算的激酶活性數(shù)據(jù)花沉。
Para_01
- 由于TP53是癌癥中發(fā)生變異最頻繁的基因,我們接下來(lái)重點(diǎn)關(guān)注TP53的一些具體關(guān)聯(lián)實(shí)例媳握,以更好地理解它們的生物學(xué)和臨床治療意義碱屁。
- 一個(gè)例子是UCEC中的TP53-TOP2A,在該例子中蛾找,TOP2A蛋白在TP53缺失的腫瘤中的含量顯著更高娩脾,與其它細(xì)胞系相比,TP53缺失的子宮癌細(xì)胞系對(duì)TOP2A的依賴性更高(見(jiàn)圖5D)打毛。
- TOP2A是一種能夠調(diào)節(jié)DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的拓?fù)洚悩?gòu)酶晦雨,它之前已被報(bào)道為TP53缺失的合成致死伴侶。
- 在TP53缺失的情況下隘冲,TOP2A是必需的闹瞧,以防止復(fù)制和轉(zhuǎn)錄之間的干擾。
- 此外展辞,TOP2A S1247水平的升高也與TP53缺失有關(guān)奥邮,這加強(qiáng)了蛋白水平的數(shù)據(jù)。
- TOP2A S1247是一個(gè)有絲分裂磷酸化位點(diǎn),它影響酶的亞細(xì)胞定位和在有絲分裂染色質(zhì)上的停留時(shí)間洽腺,這表明TOP2A在攜帶TP53缺失的腫瘤中具有直接的功能作用(見(jiàn)圖5D)脚粟。
Para_02
- TOP2A是化療藥物如多柔比星的目標(biāo),它會(huì)抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶的活性蘸朋。
- 多柔比星目前被批準(zhǔn)用于治療UCEC患者核无,在未經(jīng)選擇的患者中的總反應(yīng)率為16%。
- 在分析DepMap的體外藥物反應(yīng)數(shù)據(jù)時(shí)藕坯,發(fā)現(xiàn)與沒(méi)有TP53缺失的細(xì)胞系相比团南,具有TP53缺失的子宮癌細(xì)胞系對(duì)多柔比星更敏感(見(jiàn)圖5E)。
- 此外炼彪,與野生型(WT)TP53的細(xì)胞系相比吐根,具有TP53缺失的子宮癌細(xì)胞系對(duì)另一種拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑米托蒽醌也顯示出增加的敏感性(見(jiàn)圖5E)。
- 據(jù)報(bào)道辐马,米托蒽醌在未經(jīng)選擇的UCEC腫瘤患者中缺乏臨床活性拷橘。
- 這些發(fā)現(xiàn)提示需要進(jìn)一步研究將TP53缺失作為一種生物標(biāo)志物,以選擇適合用多柔比星和米托蒽醌治療的UCEC患者喜爷。
Para_03
- 在OV腫瘤中冗疮,ANAPC1 S334的含量顯著增加,但宿主蛋白水平?jīng)]有變化檩帐,這一點(diǎn)在攜帶TP53缺失的樣本中尤為明顯(圖5F)赌厅。
- 此外,TP53缺失的OV細(xì)胞系對(duì)ANAPC1的依賴性明顯更高(圖5F)轿塔。
- TP53的缺失會(huì)促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)程特愿,這可能會(huì)增加對(duì)包括ANAPC1在內(nèi)的后期促進(jìn)復(fù)合體的活性需求。
- 盡管ANAPC1 S334的研究還不充分勾缭,但它可能代表了一個(gè)未被充分研究的ANAPC1磷酸化位點(diǎn)揍障,該位點(diǎn)介導(dǎo)ANAPC1的活性,并最終影響細(xì)胞周期進(jìn)程俩由。
Para_04
- 最后毒嫡,與其它腫瘤相比,BRCA腫瘤在TP53丟失時(shí)CHK1激酶活性更高(圖5G)幻梯。
- CHK1激活TP53兜畸,然后TP53又反向下調(diào)CHK1。
- 在沒(méi)有TP53的這種負(fù)調(diào)控下碘梢,BRCA腫瘤中CHK1的活性會(huì)增加咬摇,且CRISPR技術(shù)敲除其基因CHEK1后,TP53丟失的BRCA細(xì)胞系適應(yīng)度損失更大(圖5G)煞躬。
- 這些數(shù)據(jù)突顯了一個(gè)關(guān)系肛鹏,即伴侶基因的活性會(huì)直接受到腫瘤抑制基因丟失的影響逸邦。
- 之前的一項(xiàng)研究顯示,與野生型TP53 PDX模型相比在扰,攜帶截短的TP53突變的乳腺癌患者來(lái)源異種移植腫瘤(PDX)對(duì)CHK1抑制劑與DNA損傷劑的聯(lián)合治療更敏感缕减。
- 同一項(xiàng)研究還使用了一個(gè)帶有TP53敲低的同基因PDX模型,結(jié)果表明芒珠,與野生型TP53對(duì)照腫瘤細(xì)胞相比桥狡,聯(lián)合治療增加了TP53突變腫瘤細(xì)胞的凋亡。
- 我們從人類腫瘤中的發(fā)現(xiàn)強(qiáng)化了使用TP53狀態(tài)作為生物標(biāo)志物來(lái)選擇適合CHK1抑制的乳腺癌患者的潛在效用皱卓。
Para_05
- 圖5H概述了各種癌癥類型中與TP53缺失相關(guān)的依賴性腾窝。這些發(fā)現(xiàn)說(shuō)明了蛋白質(zhì)基因組學(xué)方法在識(shí)別與TSGs丟失相關(guān)的蛋白質(zhì)依賴性方面的實(shí)用性赁炎,揭示了潛在的治療機(jī)會(huì)迅诬。
- ,
Proteogenomic identification of neoantigen candidates
蛋白質(zhì)基因組學(xué)鑒定新抗原候選物
Para_01
- 體細(xì)胞突變產(chǎn)生的 neoantigens 是疫苗和基于 T 細(xì)胞的免疫療法的有吸引力的靶點(diǎn)床牧。
- 根據(jù)人類腫瘤的基因組測(cè)序婆誓,已經(jīng)預(yù)測(cè)出數(shù)百萬(wàn)個(gè)可能的由突變產(chǎn)生的 neoantigens刑顺,但在基于 MS 的免疫肽組學(xué)中檢測(cè)到的卻很少隶校。
- 由于 neoepitopes 是肽而不是核酸序列夺姑,并且表達(dá)是識(shí)別真正 neoantigens 的關(guān)鍵特征蜈漓,我們認(rèn)為突變肽的蛋白質(zhì)組學(xué)證據(jù)對(duì)于優(yōu)先考慮免疫療法開(kāi)發(fā)的體細(xì)胞突變是有用的穆桂。
- 我們使用 NeoFlow 對(duì)蛋白質(zhì)組學(xué)、磷酸蛋白質(zhì)組學(xué)以及配對(duì)的 DNA 和 RNA-seq 數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合分析融虽,以系統(tǒng)地預(yù)測(cè)具有蛋白質(zhì)表達(dá)證據(jù)的由體細(xì)胞突變產(chǎn)生的 neoantigens(圖 6A)享完。
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- 圖6.使用蛋白質(zhì)基因組學(xué)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)體細(xì)胞突變衍生的新抗原。(A)新抗原優(yōu)先級(jí)排序的蛋白質(zhì)基因組學(xué)工作流程概述有额。(B)每種癌癥類型識(shí)別的體細(xì)胞突變衍生變異肽段的數(shù)量般又。(C)具有在蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)中檢測(cè)到與未檢測(cè)到的突變基因的蛋白質(zhì)豐度(log2 MS1強(qiáng)度)。(D)具有蛋白質(zhì)組學(xué)支持的假定新抗原的樣本百分比巍佑。(E)預(yù)測(cè)在至少兩個(gè)腫瘤中產(chǎn)生新抗原的突變茴迁。(F)預(yù)測(cè)在患者中產(chǎn)生新表位的KRAS突變肽段及其相應(yīng)的HLA類型。另見(jiàn)表S7萤衰。
Para_01
- 通過(guò)將全球蛋白質(zhì)組和磷酸蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)與來(lái)自匹配的DNA和RNA測(cè)序數(shù)據(jù)的樣本特異性定制蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行搜索堕义,我們?cè)?0種癌癥類型中鑒定出27-533個(gè)突變肽段(圖6B)。
- 在UCEC中鑒定出大量突變肽段脆栋,是由微衛(wèi)星不穩(wěn)定性高(MSI-H)或聚合酶ε(POLE)突變的樣本亞群驅(qū)動(dòng)的倦卖,
- 而與其它癌癥類型相比,LSCC椿争、LUAD和HNSCC中鑒定的突變肽段數(shù)量相對(duì)較高怕膛,這與這些癌癥類型中相對(duì)較高的突變負(fù)擔(dān)相關(guān)。
- COAD中也存在MSI-H或POLE突變的樣本亞群秦踪,但與其它隊(duì)列相比嘉竟,本研究中的蛋白質(zhì)組深度較低,突顯了蛋白質(zhì)組深度在鑒定突變肽段中的重要性。
- 此外舍扰,與未在蛋白質(zhì)水平檢測(cè)到突變的基因相比倦蚪,在蛋白質(zhì)水平檢測(cè)到突變的基因的蛋白質(zhì)豐度要高得多(圖6C),
- 這表明蛋白質(zhì)豐度在突變肽段的鑒定中也起著重要作用边苹。
Para_02
- 我們預(yù)測(cè)了所有可能突變表位與基于DNA-seq數(shù)據(jù)推斷的特定病人的人類白細(xì)胞抗原(HLA)等位基因的結(jié)合親和力陵且,這些突變均具有蛋白質(zhì)水平的證據(jù)。
- 結(jié)合親和力低于500nM的突變表位被視為潛在的neoantigens个束。
- 在10個(gè)癌癥隊(duì)列中慕购,至少有一個(gè)預(yù)測(cè)neoantigen的樣本百分比從21%到73%不等(圖6D)。
- 這表明許多病人有潛力從基于neoantigen的免疫療法中受益茬底。
Para_03
- 我們的系統(tǒng)分析共鑒定出2315個(gè)可能的neoantigens沪悲,與846個(gè)體細(xì)胞突變相關(guān)(表S7)。
- 在可能的neoantigens中阱表,有180個(gè)來(lái)自39個(gè)癌癥基因殿如,這些基因在癌癥基因普查數(shù)據(jù)庫(kù)中被注釋為高置信度的致癌基因或腫瘤抑制基因,例如CTNNB1最爬、TP53涉馁、KRAS、DDX3X爱致、EGFR烤送、ERBB3、FOXA1糠悯、MAPK1帮坚、HRAS和ARID1A。
- 其中一些新表位肽或其高度相似的形態(tài)(例如互艾,覆蓋我們預(yù)測(cè)肽段的更長(zhǎng)肽段)已在臨床前或臨床上進(jìn)行了研究叶沛。
- 這些包括由KRAS G12C、G12D和G13D以及IDH1 R132H和TP53 R273C突變產(chǎn)生的新表位肽忘朝。
Para_04
- 我們預(yù)測(cè)的大多數(shù)產(chǎn)生新抗原的體細(xì)胞突變都是特定于個(gè)別患者的腫瘤灰署,并且由此產(chǎn)生的新抗原很可能是私有的新抗原。
- 然而局嘁,有五個(gè)突變被預(yù)測(cè)至少在兩個(gè)腫瘤中產(chǎn)生新抗原溉箕,包括KRAS G12D、KRAS G12C悦昵、KRAS G13D肴茄、DAZAP1 G383Afs?46和RBM39 D328Y(見(jiàn)圖6E)。
- 在具有KRAS G12D突變的75個(gè)腫瘤中但指,53%產(chǎn)生了可檢測(cè)的突變肽寡痰,31%被預(yù)測(cè)至少產(chǎn)生一個(gè)KRAS G12D衍生的 neoepitope抗楔。
- 其他兩個(gè)KRAS突變也被預(yù)測(cè)在大量的腫瘤中產(chǎn)生neoepitopes。
- 值得注意的是拦坠,5個(gè)KRAS突變肽被預(yù)測(cè)在4種CPTAC癌癥類型(PDAC连躏、LUAD、UCEC和COAD)的44名患者中產(chǎn)生neoepitopes贞滨,使它們成為有希望針對(duì)的公共新抗原的候選者(見(jiàn)圖6F)入热。
Identification and validation of tumor-associated antigens
腫瘤相關(guān)抗原的鑒定與驗(yàn)證
Para_01
- 我們預(yù)測(cè)的大多數(shù)突變衍生的新抗原是患者特異性的,這限制了它們作為預(yù)制疫苗或T細(xì)胞產(chǎn)品靶點(diǎn)的實(shí)用性晓铆。
- 因此勺良,我們將搜索范圍擴(kuò)大到腫瘤相關(guān)抗原,方法是通過(guò)識(shí)別在腫瘤中過(guò)表達(dá)且在正常組織中表達(dá)高度受限的蛋白質(zhì)(圖7A)骄噪。
- 例如尚困,MAGEA10(圖7B),黑色素瘤抗原基因(MAGE)家族中的一個(gè)高度免疫原性的癌癥/睪丸腫瘤相關(guān)抗原成員链蕊,腫瘤相關(guān)抗原可能在某一癌癥類型中只有部分腫瘤異常表達(dá)事甜。
- 因此,它們可能無(wú)法使用諸如t檢驗(yàn)或Wilcoxon秩和檢驗(yàn)的常規(guī)方法檢測(cè)到示弓。
- 因此讳侨,我們采用了安德森-達(dá)林(AD)檢驗(yàn)呵萨,該檢驗(yàn)專注于比較尾部區(qū)域的蛋白質(zhì)豐度奏属,以更好地捕捉僅在樣本子集中觀察到的豐度差異。
- 鑒定的蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)一個(gè)篩選過(guò)程潮峦,基于Genotype-Tissue Expression(GTEx)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)中正常組織沒(méi)有檢測(cè)到可探測(cè)的mRNA囱皿,以及caAtlas數(shù)據(jù)庫(kù)35中非癌樣本沒(méi)有實(shí)驗(yàn)性檢測(cè)到的HLA-I肽(STAR方法)。
- 最后忱嘹,我們使用PepQuery212對(duì)蛋白質(zhì)的鑒定進(jìn)行了正交驗(yàn)證嘱腥,以減少潛在假發(fā)現(xiàn)的可能性。
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- 圖7.腫瘤相關(guān)抗原的鑒定和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(A)腫瘤相關(guān)抗原鑒定流程拘悦。(B)兩種癌癥隊(duì)列中MAGEA10 RNA(頂部)和蛋白(底部)的表達(dá)齿兔。(C)通過(guò)AD測(cè)試和Wilcoxon秩和測(cè)試在所有隊(duì)列中鑒定的顯著差異表達(dá)蛋白的數(shù)量。(D)七種優(yōu)先腫瘤相關(guān)抗原在六種癌癥類型中的分布础米。點(diǎn)和框表示兩種測(cè)試都有的鑒定或僅AD測(cè)試獨(dú)有的鑒定分苇。(E)對(duì)(D)中7種優(yōu)先蛋白與最常見(jiàn)等位基因HLA-A?02親和力最高的67個(gè)肽進(jìn)行結(jié)合親和力和免疫原性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。條形圖顯示HLA-A?02:01四聚體通過(guò)Q1替換百分比量化的交換效率屁桑。紅線表示50%的替換作為鑒定強(qiáng)結(jié)合親和力肽的閾值医寿。熱圖顯示ELISpot實(shí)驗(yàn)中每10萬(wàn)個(gè)細(xì)胞形成的斑點(diǎn)單位(SFUs)。紅色粗體文字突出顯示的22個(gè)肽既具有強(qiáng)的交換效率(>50%)又具有強(qiáng)的免疫原性(SFU > 150)蘑斧,是有望作為廣泛應(yīng)用的免疫治療靶點(diǎn)的有希望候選物靖秩。(F)兩位受試者中四種選定肽的結(jié)合親和力(Q1象限表示替換百分比)的代表性流式細(xì)胞術(shù)圖和ELISpot圖像须眷。見(jiàn)表S8。
Para_01
- 通過(guò)AD測(cè)試鑒定的顯著差異表達(dá)蛋白的數(shù)量在8個(gè)具有正常樣本的隊(duì)列中從4,627到10,818不等(表S8)沟突。這些完全涵蓋了由Wilcoxon秩和檢驗(yàn)鑒定的所有顯著蛋白花颗,在這些隊(duì)列中增加了13%–38%(圖7C)。
- 其中事扭,140種蛋白質(zhì)在GTEx正常組織中具有高度受限的表達(dá)捎稚,除了免疫特權(quán)組織之外,包括5種MAGE家族蛋白質(zhì)求橄,這些都是研究得很透徹的腫瘤相關(guān)抗原今野。
- 值得注意的是,MAGEA10和MAGEB2僅通過(guò)AD測(cè)試而非Wilcoxon秩和檢驗(yàn)鑒定罐农,而MAGEA4和MAGEA1通過(guò)AD測(cè)試在更多癌癥類型中被鑒定条霜,這證明了AD測(cè)試在腫瘤相關(guān)抗原鑒定中的價(jià)值。
- 我們關(guān)注了AD測(cè)試至少在2種癌癥類型中顯著過(guò)度表達(dá)的70種蛋白質(zhì)的子集(表S8)涵亏。
- 在進(jìn)一步移除了在caAtlas的非癌樣本中有可檢測(cè)到的HLA-I肽的蛋白質(zhì)后宰睡,對(duì)9種蛋白質(zhì)進(jìn)行了PepQuery驗(yàn)證,最終優(yōu)先考慮了7種蛋白質(zhì)(圖7D)用于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證气筋。
Para_02
- 為了識(shí)別廣泛適用于免疫療法開(kāi)發(fā)的腫瘤相關(guān)抗原拆内,我們對(duì)7種蛋白質(zhì)中的每一種選擇了最多10個(gè)與最常見(jiàn)的等位基因HLA-A?02預(yù)測(cè)結(jié)合親和力最高的肽段。
- 此分析鑒定出67個(gè)肽段(表S8)宠默,我們通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性肽段結(jié)合試驗(yàn)測(cè)試了這些肽段的結(jié)合親和力麸恍。
- 此試驗(yàn)通過(guò)測(cè)量外加肽段取代預(yù)先結(jié)合在HLA四聚體上的肽段的交換效率來(lái)衡量結(jié)合親和力。
- 其基本原理是搀矫,外加肽段與HLA的結(jié)合親和力越強(qiáng)抹沪,它將越有效地取代預(yù)先結(jié)合的肽段,從而產(chǎn)生更高的交換效率瓤球。
- 所有67個(gè)選定肽段與HLA-A?02:01四聚體的交換效率在2.38%到97.9%之間融欧,其中約70%(47/67個(gè)肽段)的交換效率超過(guò)50%,這一閾值用于識(shí)別具有強(qiáng)結(jié)合親和力的肽段(圖7E)卦羡。
Para_03
- 我們接下來(lái)測(cè)試了這些肽是否能在 HLA-A?02 個(gè)體中引發(fā)免疫原性反應(yīng)噪馏,使用干擾素-γ (IFN-γ) ELISpot 分析。斑點(diǎn)的數(shù)量或斑點(diǎn)形成單位(SFUs)反映了識(shí)別并響應(yīng)呈現(xiàn)的肽的活化 T 細(xì)胞的數(shù)量绿饵,是免疫反應(yīng)強(qiáng)度的讀出值欠肾。
- 來(lái)自中國(guó)的七名健康捐贈(zèng)者(CN1–7)和來(lái)自美國(guó)的六名健康捐贈(zèng)者(US1–6)接受了測(cè)試,所有捐贈(zèng)者的 T 細(xì)胞對(duì)至少一種肽產(chǎn)生了反應(yīng)蝴罪,每 100,000 個(gè) T 細(xì)胞中產(chǎn)生了≥5 個(gè) SFUs(圖 7E)董济。
- 例如,帶有 HLA-A?02:11 的捐贈(zèng)者 US1 的 T 細(xì)胞培養(yǎng)對(duì)來(lái)自 MAGEA1 的 PEP4(CILESLFRAV)和來(lái)自 MAGEA10 的 PEP17(MMGLYDGMEHL)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的反應(yīng)要门,而帶有 HLA-A?02:01 的捐贈(zèng)者 CN1 對(duì)來(lái)自 BRDT 的 PEP28(FSYAWPFYNPV)和來(lái)自 LEKR1 的 PEP40(YLVERQLQEI)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的反應(yīng)(圖 7F)虏肾。
- 總的來(lái)說(shuō)廓啊,來(lái)自 MAGEA1、MAGEA10封豪、MAGEB2谴轮、BRDT 和 LEKR1 的 22 個(gè)肽同時(shí)顯示出強(qiáng)大的交換效率(>50%)和強(qiáng)大的免疫原性(SFU > 150),它們是有望作為免疫療法靶點(diǎn)進(jìn)一步研究的候選對(duì)象(圖 7E 中以粗紅字顯示)吹埠。
Discussion
Para_01
- 我們分析了來(lái)自10種癌癥類型超過(guò)1000名患者的協(xié)調(diào)一致的CPTAC蛋白質(zhì)基因組數(shù)據(jù)第步,為現(xiàn)有的癌癥藥物靶點(diǎn)提供了見(jiàn)解,并擴(kuò)展了治療靶點(diǎn)的范圍缘琅。
- 我們通過(guò)系統(tǒng)地識(shí)別過(guò)度表達(dá)或超激活的可靶向蛋白質(zhì)依賴性粘都、腫瘤抑制基因缺失相關(guān)蛋白質(zhì)依賴性以及新抗原和腫瘤相關(guān)抗原來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
- 我們研究的核心優(yōu)勢(shì)在于我們對(duì)數(shù)據(jù)整合的全面方法刷袍。
Para_02
- 第一層次的整合利用了蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)翩隧,這些數(shù)據(jù)直接測(cè)量了被療法針對(duì)的實(shí)體,以及其他類型的組學(xué)數(shù)據(jù)呻纹。
- 像其他研究一樣堆生,我們發(fā)現(xiàn)大量基因,包括一些可用藥的基因雷酪,其mRNA和蛋白質(zhì)水平之間的相關(guān)性較弱淑仆。
- 這種差異部分歸因于通過(guò)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用或蛋白質(zhì)復(fù)合物形成后的翻譯調(diào)控,這可以穩(wěn)定蛋白質(zhì)哥力。
- 在本研究中蔗怠,我們還識(shí)別出一組編碼分泌蛋白的基因,這組基因的mRNA-蛋白質(zhì)相關(guān)性較低省骂。
- 除了蛋白質(zhì)豐度外蟀淮,我們的分析還包括從磷酸蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)推斷出的蛋白質(zhì)活性最住,從而識(shí)別出僅從全局蛋白質(zhì)組學(xué)中無(wú)法識(shí)別的額外蛋白質(zhì)靶標(biāo)钞澳。
- 將蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)與基因組學(xué)和表觀基因組學(xué)數(shù)據(jù)整合,進(jìn)一步揭示了可用藥的蛋白質(zhì)涨缚,其過(guò)表達(dá)在腫瘤中是由基因突變轧粟、低甲基化和拷貝數(shù)擴(kuò)增驅(qū)動(dòng)的。
- 這些蛋白質(zhì)更有可能是腫瘤啟動(dòng)和進(jìn)展的驅(qū)動(dòng)因素脓魏,因此兰吟,它們是療法靶點(diǎn)的更有吸引力的選擇。
- 另外茂翔,對(duì)于TSGs中的LoF基因變異混蔼,蛋白質(zhì)組學(xué)和磷酸蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)的整合提供了一個(gè)有吸引力的策略,以發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)珊燎、磷酸位點(diǎn)和激酶活性惭嚣,其抑制可能是合成致死的遵湖。
Para_03
- 第二級(jí)別的整合涉及同時(shí)利用來(lái)自腫瘤標(biāo)本的分子剖析數(shù)據(jù)和來(lái)自癌細(xì)胞系的CRISPR-Cas9篩選數(shù)據(jù)。
- 人類腫瘤剖析研究的一個(gè)局限性在于這些研究本質(zhì)上是關(guān)聯(lián)性的晚吞,不能用來(lái)建立因果關(guān)系延旧。
- 來(lái)自細(xì)胞系中遺傳或藥物擾動(dòng)的高通量數(shù)據(jù),如DepMap中可用的數(shù)據(jù)槽地,為建立因果關(guān)系提供了強(qiáng)大的資源迁沫,但與臨床疾病的相關(guān)性尚不確定。
- 通過(guò)識(shí)別在人類癌癥組織中重要的基因捌蚊,并將這些基因與細(xì)胞系擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)的表型結(jié)果相結(jié)合集畅,我們可以強(qiáng)調(diào)最有可能成功的靶點(diǎn)以進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
Para_04
- 第三層次的整合利用了CPTAC生成的泛癌癥數(shù)據(jù)缅糟。
- 在單一研究中整合多種癌癥類型不僅加強(qiáng)了在單一癌癥隊(duì)列研究中發(fā)現(xiàn)的關(guān)聯(lián)牡整,而且還突出了可能適用于多種癌癥類型的常見(jiàn)治療靶點(diǎn)。
- 盡管歷史上藥物的臨床試驗(yàn)都是在單一癌癥類型中進(jìn)行的溺拱,但籃式試驗(yàn)測(cè)試組織不可知的分子靶向治療藥物在拉羅替尼和恩曲替尼用于神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體酪氨酸激酶(NTRK)融合患者以及帕博利珠單抗用于高微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)患者獲得里程碑式的批準(zhǔn)后逃贝,正在受到關(guān)注。
- 我們的泛癌癥分析已經(jīng)確定了一些組織不可知的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)候選者迫摔,這些候選者在專注于特定癌癥類型中最有前景靶點(diǎn)的個(gè)別CPTAC研究中往往被忽視沐扳。
Para_05
- 我們還部署了管線,優(yōu)先將新抗原和腫瘤相關(guān)抗原作為免疫治療的靶點(diǎn)句占。
- 大多數(shù)預(yù)測(cè)的新表位僅對(duì)單個(gè)患者特異沪摄,但預(yù)測(cè)有5個(gè)KRAS突變肽會(huì)在4種癌癥類型的44名患者中產(chǎn)生新表位,這表明其可能作為一種公共新抗原有潛在效用纱烘。
- 我們預(yù)測(cè)的幾個(gè)KRAS新表位的HLA-I表達(dá)已在工程細(xì)胞中被檢測(cè)到杨拐,使用的是目標(biāo)質(zhì)譜。
- 此外擂啥,最近的一項(xiàng)臨床研究顯示哄陶,針對(duì)突變KRAS G12D驅(qū)動(dòng)突變的基因工程T細(xì)胞在一名難治性轉(zhuǎn)移性胰腺癌患者中實(shí)現(xiàn)了實(shí)質(zhì)性的腫瘤消退。
- 我們的分析為進(jìn)一步前瞻性臨床試驗(yàn)提供了更多證據(jù)哺壶,以進(jìn)一步探究這種療法在胰腺癌和其他癌癥類型中的治療潛力屋吨。
- 其他預(yù)測(cè)新表位的HLA-I表達(dá)和免疫原性將需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。
- 此外山宾,我們?cè)贕TEx正常組織中發(fā)現(xiàn)了140種表達(dá)高度受限但在CPTAC腫瘤中表達(dá)異常的蛋白質(zhì)至扰。
- 針對(duì)7種優(yōu)先考慮的蛋白質(zhì),預(yù)測(cè)與最常見(jiàn)的等位基因HLA-A?02有高結(jié)合親和力的肽段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性分析资锰,確定了5種蛋白質(zhì)中的22個(gè)肽段敢课,這7種蛋白質(zhì)既有強(qiáng)大的結(jié)合親和力也有免疫原性,其中包括3個(gè)MAGE家族蛋白質(zhì)和2個(gè)研究較少的蛋白質(zhì)BRDT和LEKR1。
- 這些肽段可以作為廣泛適用的免疫療法靶點(diǎn)進(jìn)一步研究直秆。
Para_06
- 總之胖翰,通過(guò)整合來(lái)自10種癌癥類型的6種組學(xué)數(shù)據(jù)類型以及外部細(xì)胞系和人體組織數(shù)據(jù),我們創(chuàng)建了一個(gè)涵蓋各種治療方式的全面的蛋白質(zhì)和肽靶點(diǎn)資源切厘。
- 這個(gè)獨(dú)特的資源萨咳,可以通過(guò)用戶友好的網(wǎng)絡(luò)門戶https://targets.linkedomics.org訪問(wèn),將為重新利用目前可用的藥物和開(kāi)發(fā)新的癌癥治療方法鋪平道路疫稿。
Limitations of the study
研究的局限性
Para_07
- 我們的研究有幾個(gè)局限性培他。首先,雖然我們使用藥物反應(yīng)數(shù)據(jù)評(píng)估了預(yù)測(cè)的可藥用依賴性遗座,但藥物療效和反應(yīng)測(cè)量不準(zhǔn)確等因素可能會(huì)影響我們的評(píng)估舀凛。
- 其次,我們的優(yōu)先考慮聚焦于小分子藥物和膜蛋白的靶點(diǎn)途蒋,排除了許多預(yù)測(cè)的蛋白依賴性猛遍。這突顯了對(duì)創(chuàng)新療法的需求,以針對(duì)傳統(tǒng)上"不可藥用"的蛋白号坡。
- 第三懊烤,盡管我們的分析是在泛癌癥背景下進(jìn)行的,未來(lái)的研究可以適應(yīng)并應(yīng)用在這里發(fā)展的整合蛋白基因組學(xué)方法到特定的癌癥類型或亞型宽堆。
STAR★Methods
Key resources table
關(guān)鍵資源表
Resource availability
資源可用性
Lead contact
主要聯(lián)系人
Para_01
- 進(jìn)一步的信息和資源腌紧、試劑的請(qǐng)求應(yīng)直接聯(lián)系并完成于通訊作者Bing Zhang(bing.zhang@bcm.edu)。
Materials availability
材料可用性
Para_01
- 本研究沒(méi)有生成新的獨(dú)特試劑畜隶。
Data and code availability
數(shù)據(jù)和代碼的可獲取性
Para_01
- 原始蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)文件由CPTAC數(shù)據(jù)門戶托管壁肋,可以在以下網(wǎng)址訪問(wèn):https://proteomics.cancer.gov/data-portal,也可以在蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)訪問(wèn):https://pdc.cancer.gov籽慢。
- 基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)文件可以通過(guò)基因組數(shù)據(jù)共享平臺(tái)(GDC)數(shù)據(jù)門戶訪問(wèn):https://portal.gdc.cancer.gov浸遗。
- 用于本出版物處理的的數(shù)據(jù)可以通過(guò)LinkedOmicsKB(版本1)訪問(wèn):https://kb.linkedomics.org。
- 本研究的結(jié)果可以通過(guò)以下網(wǎng)址的網(wǎng)頁(yè)門戶訪問(wèn):https://targets.linkedomics.org箱亿。
Experimental models and subject details
實(shí)驗(yàn)?zāi)P团c受試者詳細(xì)信息
Cancer cell lines
癌細(xì)胞系
Para_01
- 769P細(xì)胞是由葉定偉實(shí)驗(yàn)室捐贈(zèng)的(復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院泌尿外科跛锌,中國(guó)上海),SW1990細(xì)胞系是余現(xiàn)軍實(shí)驗(yàn)室贈(zèng)送的(復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院胰腺外科极景,中國(guó)上海)察净,CAL27細(xì)胞是從陳萬(wàn)濤實(shí)驗(yàn)室獲得的(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院口腔頜面頭頸腫瘤科驾茴,中國(guó)上海)盼樟,A2780細(xì)胞是從施婷燕實(shí)驗(yàn)室獲得的(復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院婦產(chǎn)科,中國(guó)上海)锈至。NCI-H2170和NCI-H1944細(xì)胞是由王永波實(shí)驗(yàn)室捐贈(zèng)的(復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞與遺傳醫(yī)學(xué)系晨缴,中國(guó)上海)。HT29細(xì)胞是由李大衛(wèi)實(shí)驗(yàn)室捐贈(zèng)的(復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院結(jié)直腸外科峡捡,中國(guó)上海)击碗。Ishikawa細(xì)胞是從上海泉細(xì)胞生物技術(shù)有限公司獲得的(泉細(xì)胞-I409筑悴,上海泉細(xì)胞生物技術(shù)有限公司,中國(guó)上海)稍途。LOVO細(xì)胞是由高大明博士捐贈(zèng)的(上海生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所)阁吝。BXPC3細(xì)胞是從秦毅實(shí)驗(yàn)室獲得的(復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院胰腺外科,中國(guó)上海)械拍。CAL27突勇、HT29、Ishikawa坷虑、SW1990和LOVO細(xì)胞在37°C甲馋、5%CO2條件下,于添加了10%胎牛血清和青霉素-鏈霉素的DMEM培養(yǎng)基中培養(yǎng)迄损。A2780定躏、NCI-H2170、NCI-H1944芹敌、769P和BXPC3細(xì)胞在37°C痊远、5%CO2條件下,于添加了10%胎牛血清和青霉素-鏈霉素的RPMI1640培養(yǎng)基中維持培養(yǎng)氏捞。
Lentiviral production and stable cell line generation
慢病毒生產(chǎn)及穩(wěn)定細(xì)胞系的建立
Para_01
- 慢病毒是按照之前建立的方法生產(chǎn)的拗引。
- 簡(jiǎn)而言之,我們從Broad研究所的RNAi聯(lián)盟查詢了shRNA序列(https://portals.broadinstitute.org/gpp/public/)幌衣。
- shRNA序列在表S5B中提供矾削。
- 慢病毒的包裝使用了三個(gè)質(zhì)粒系統(tǒng),包括用PLKO.1載體生成的shRNAs豁护,并使用Lipofectamine 3000(Thermo)進(jìn)行轉(zhuǎn)染哼凯。
- 細(xì)胞在存在10μg/mL聚凝胺的情況下感染病毒,以提高轉(zhuǎn)導(dǎo)效率楚里。
- 然后使用10μg/mL嘌呤霉素選擇穩(wěn)定細(xì)胞系断部,持續(xù)時(shí)間為48小時(shí)。
Western blot
西方印跡
Para_01
- 使用RIPA緩沖液(Beyotime)制備細(xì)胞裂解物班缎。將20μg蛋白質(zhì)加載到4%-12% FuturePAGE凝膠(ACE)上蝴光,使用MOPS-SDS運(yùn)行緩沖液,然后轉(zhuǎn)移到0.22μm預(yù)平衡的聚偏氟乙烯(PVDF)膜(Millipore)上达址。
- 在轉(zhuǎn)移步驟之后蔑祟,將膜在室溫下用5%脫脂牛奶在TBST中封閉一小時(shí)。
- 然后將膜與初級(jí)抗體一起孵育沉唠,初級(jí)抗體在5% BSA中稀釋稿静,并在4°C下過(guò)夜幕屹。
- 在洗滌步驟之后蓝角,將膜在室溫下與次級(jí)抗體一起處理一小時(shí)。
- 經(jīng)過(guò)四到五個(gè)額外的洗滌步驟后罢屈,使用增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光試劑(ECL,Amersham Corporation篇亭,Heights缠捌,IL,USA)檢測(cè)蛋白質(zhì)译蒂。
- 本研究中使用的特定抗體如下:兔抗整聯(lián)蛋白β5(Proteintech)鄙币,兔抗CAD(克隆D2T8H)(Cell Signaling),兔抗PAK2(Cell Signaling)蹂随,以及小鼠抗GAPDH-HRP(Yeasen)十嘿。
Cell proliferation and viability assays
細(xì)胞增殖和活性分析
Para_01
- 我們使用了CCK-8試劑(葉森,北京岳锁,中國(guó))進(jìn)行細(xì)胞增殖和藥物反應(yīng)活性分析绩衷,先將細(xì)胞接種在96孔板中,每孔1-5×103個(gè)細(xì)胞激率。對(duì)于增殖實(shí)驗(yàn)咳燕,我們每天對(duì)細(xì)胞數(shù)量進(jìn)行定量,持續(xù)四天乒躺。
- 在藥物暴露條件下檢測(cè)細(xì)胞活性時(shí)招盲,細(xì)胞在接種24小時(shí)后,用不同劑量的阿韋斯皮霉素嘉冒、塔內(nèi)斯皮霉素(均來(lái)自Selleckchem)或DMSO對(duì)照處理曹货,并培養(yǎng)48小時(shí)。
- 至少進(jìn)行了三次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)讳推。通過(guò)log-logistic回歸(兩參數(shù)顶籽、三參數(shù)或四參數(shù))計(jì)算IC50值,使用R83中的'drc'軟件包(v3.0-1)手動(dòng)檢查曲線银觅,選擇最佳擬合模型礼饱。
In vivo animal studies
體內(nèi)動(dòng)物研究
Para_01
- 我們從上海模式生物中心獲得了4-6周大的雌性BALB/c裸鼠。
- 我們的研究嚴(yán)格遵循動(dòng)物護(hù)理原則和倫理指南究驴,并獲得了上海模式生物中心動(dòng)物護(hù)理和使用委員會(huì)的批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號(hào)為2023-0034和2023-0065)镊绪。
- 為了評(píng)估該藥物在體內(nèi)的治療效果,我們將HT29結(jié)腸癌細(xì)胞(5×10^6細(xì)胞在100μL PBS中)皮下注射到裸鼠的背部外側(cè)洒忧。
- 小鼠被隨機(jī)分配到對(duì)照組(2% DMSO in PBS)或alvespimycin治療組(50mg/kg蝴韭,每天腹膜內(nèi)給藥)(每組9只小鼠),從第0天開(kāi)始治療跑慕。
- 在治療開(kāi)始后的第7天万皿,小鼠被處死摧找。
- 為了測(cè)量HT29核行、LOVO結(jié)腸癌細(xì)胞和BXPC3胰腺癌細(xì)胞在體內(nèi)的腫瘤生長(zhǎng)牢硅,將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的對(duì)照細(xì)胞和相應(yīng)的目標(biāo)敲減細(xì)胞懸浮在PBS中(8×106-1×107細(xì)胞在150μL中),并皮下注射到裸鼠中(每組4-6只小鼠)芝雪。
- 腫瘤大小每隔1-3天使用數(shù)字卡尺測(cè)量一次减余,腫瘤體積使用公式計(jì)算:體積 =(寬度)^2 × 長(zhǎng)度 × 0.52。
PBMC isolation and DC differentiation and maturation, Baylor College of Medicine (BCM)
PBMC 分離以及樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)的分化與成熟惩系,貝勒醫(yī)學(xué)院(BCM)
Para_01
- 從健康志愿者那里采集外周血位岔,按照貝勒醫(yī)學(xué)院倫理委員會(huì)的協(xié)議進(jìn)行。
- 通過(guò)使用Lymphoprep(StemCell Technologies堡牡,#07801)進(jìn)行密度梯度離心抒抬,從外周血中分離出外周血單核細(xì)胞(PBMCs)。
- 然后將新鮮PBMCs通過(guò)使用CD14微珠(Miltenyi Biotec晤柄,130-050-201)進(jìn)行磁珠選擇擦剑,分離成CD14+和CD14-組分。
- 將CD14-細(xì)胞組分冷凍保存以供后續(xù)使用芥颈。
- 為了將CD14+單核細(xì)胞分化成樹(shù)突狀細(xì)胞(DCs)惠勒,將細(xì)胞懸浮在含有IL-4(400 U/mL)和GM-CSF(800 U/mL)的CellGenix GMP DC培養(yǎng)基(CellGenix,# 20801-0500)中爬坑,濃度為0.5 x 106細(xì)胞/mL纠屋,并在24孔組織培養(yǎng)處理板的每個(gè)孔中培養(yǎng)1 mL。
- 在3天后補(bǔ)充細(xì)胞因子盾计。
- 在5-7天后售担,通過(guò)輕輕刮取細(xì)胞收獲未成熟的DCs。
- 然后將新鮮或冷凍的未成熟DCs通過(guò)將細(xì)胞懸浮在含有IL-4(400 U/mL)署辉、GM-CSF(800 U/mL)灼舍、TNF-α(10 ng/mL)、IL-6(100 ng/mL)涨薪、IL-1β(10 ng/mL)和PGE-2(1 μg/mL)的CellGenix GMP DC培養(yǎng)基中骑素,濃度為0.35 – 0.7 x 106細(xì)胞/mL,并在12孔組織培養(yǎng)處理板的每個(gè)孔中培養(yǎng)2 mL刚夺,2天后通過(guò)輕輕刮取細(xì)胞收獲成熟的DCs献丑。
Generation of BR-CGA specific T cells, BCM
生成BR-CGA特異性T細(xì)胞, BCM
Para_01
- 新鮮的成熟DC細(xì)胞被懸浮在含有25 ng/mL pepmix的100 μL CellGenix GMP DC培養(yǎng)基中侠姑,該pepmix包含來(lái)自九種癌癥抗原(包括MAGE-A1和MAGE-A10)的76個(gè)HLA-A?02:01預(yù)測(cè)肽段创橄,然后在37°C和5% CO2的條件下孵育1小時(shí),并用CellGenix GMP DC培養(yǎng)基洗滌一次莽红。
- 裝載了pepmix的DC細(xì)胞和融化的CD14- PBMCs在24孔組織培養(yǎng)處理板的每個(gè)孔中分別以0.2 x 106和2 x 106個(gè)細(xì)胞/孔的密度共培養(yǎng)妥畏,體積為每孔2 mL的CTL培養(yǎng)基(1:1 CLICKs:RPMI-1640邦邦,5%人AB血清,1X Glutamax)醉蚁,并補(bǔ)充了IL-7(10 ng/mL)燃辖、IL-12(10 ng/mL)、IL-15(5 ng/mL)和IL-6(100 ng/mL)网棍。
- 6天后黔龟,T細(xì)胞按1:2的比例分瓶,每個(gè)孔用1 mL含有2倍濃度細(xì)胞因子的新鮮CTL培養(yǎng)基進(jìn)行補(bǔ)充滥玷,以恢復(fù)第0天的濃度氏身。
- 在第8-10天,收獲T細(xì)胞惑畴,并用裝載了pepmix的成熟DC細(xì)胞重新刺激擴(kuò)增的T細(xì)胞蛋欣,通過(guò)將它們分別以0.1 x 106和1 x 106個(gè)細(xì)胞/孔的密度培養(yǎng)在24孔組織培養(yǎng)處理板的每個(gè)孔中,體積為每孔2 mL的CTL培養(yǎng)基如贷,并補(bǔ)充了IL-7(10 ng/mL)和IL-15(5 ng/mL)陷虎。
- 在重新刺激后的第3-4天,T細(xì)胞按1:2的比例分瓶倒得,孔中用1 mL含有IL-15和IL-2的新鮮CTL培養(yǎng)基進(jìn)行補(bǔ)充泻红,最終濃度分別為5 ng/mL和100 U/mL,然后繼續(xù)擴(kuò)增T細(xì)胞霞掺,直至重新刺激后的第6-10天谊路。
IFN-γ ELISpot assay, BCM
IFN-γ ELISpot 分析,BCM
Para_01
- 為了在ELISpot板(Millipore, #MSIPS4W10)上涂覆初級(jí)抗IFN-γ抗體(Mabtech, 克隆1-D1K)菩彬,我們先用35%乙醇預(yù)處理孔40μL缠劝,時(shí)間少于3分鐘,然后用PBS洗滌孔2次骗灶,最后加入100μL/孔的無(wú)菌過(guò)濾的9.1μg/mL初級(jí)抗IFN-γ抗體于ELISpot包被緩沖液中惨恭。
- 然后將板用石蠟?zāi)ぐ⒃?°C下孵育至少過(guò)夜,最長(zhǎng)可達(dá)兩周耙旦。
- 為了阻孔板脱羡,我們用PBS洗滌孔2次,然后加入每毫升100μL的CTL培養(yǎng)基免都。
- 在37°C下阻孔板至少1小時(shí)锉罐。
- 阻孔后的板用PBS洗滌2次,然后每個(gè)孔中加入2 x 105 T細(xì)胞在200μL CTL培養(yǎng)基中绕娘,并加入最終濃度為12.5μg/mL的多肽脓规。
- 陰性對(duì)照為僅含T細(xì)胞的培養(yǎng)基,陽(yáng)性對(duì)照為含有2.5μg/mL PHA-L(Sigma, L4144)的T細(xì)胞险领。
- 細(xì)胞在約16小時(shí)后孵育侨舆,之后用PBS+0.05% Tween 20洗滌孔6次秒紧。
- 然后我們加入100μL/孔的無(wú)菌過(guò)濾的1μg/mL生物素化的次級(jí)抗IFN-γ抗體(Mabtech, 克隆7-B61)在PBS/0.5% BSA中,并在37°C下孵育至少2小時(shí)挨下,最多48小時(shí)熔恢。
- 然后洗滌板6次,用PBS+0.05% Tween 20复颈,之后加入100μL/孔的親和素-過(guò)氧化物酶溶液(Vector Laboratories, #PK-6100)绩聘,并在室溫下孵育1小時(shí)沥割。
- 然后我們用PBS+0.05% Tween 20洗滌板3次耗啦,再用PBS洗滌3次。
- AEC底物溶液通過(guò)將一片AEC(Sigma, # A6926)溶解在2.5mL二甲亞砜中机杜,然后加入47.5mL醋酸緩沖液來(lái)制備帜讲。
- 使用前,每10mL AEC溶液中加入5μL的30%過(guò)氧化氫椒拗,然后溶液通過(guò)0.45μM PES膜過(guò)濾似将。
- 每孔加入100μL AEC底物溶液,并在室溫下孵育3分鐘30秒蚀苛,之后輕輕用冷水洗滌板2次并干燥在验。
- 板圖像使用Mabtech Iris ELISpot板讀取器獲取。
PBMC isolation, T-cell culture and expansion, Fudan University
PBMC分離堵未、T細(xì)胞培養(yǎng)與擴(kuò)增腋舌,復(fù)旦大學(xué)
Para_01
- 捐贈(zèng)者的外周血單核細(xì)胞(PBMCs)是使用Lymphoprep(07851,Stemcell)獲得的渗蟹,然后按照Lin等人描述的方法與ImmunoCult-XF T細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)基(10981块饺,Stemcell)和10 ng/mL人重組IL-2(78036,Stemcell)一起培養(yǎng)雌芽。
- 向細(xì)胞懸液中加入25μL/mL ImmunoCult? 人CD3/CD28 T細(xì)胞激活劑(10971授艰,Stemcell),并孵育3天世落。
- T細(xì)胞在上述培養(yǎng)基中維持培養(yǎng)淮腾,直到數(shù)量達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。
- 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)了整個(gè)流程(B2021-381)屉佳。
IFN-γ ELISpot assay, Fudan University
IFN-γ ELISpot 分析谷朝,復(fù)旦大學(xué)
Para_01
- ELISpot板根據(jù)制造商的說(shuō)明進(jìn)行處理。簡(jiǎn)而言之忘古,用100μL/well的RPMI-1640預(yù)處理ELISpot板(2110003徘禁,DAKEWE)10分鐘。
- 然后髓堪,我們移除RPMI-1640送朱,并在每個(gè)孔中加入含有大約1×10^5個(gè)細(xì)胞和10μg/mL合成肽的100μL細(xì)胞懸液娘荡,用標(biāo)準(zhǔn)的96孔板塑料蓋覆蓋板子,并在CO2培養(yǎng)箱中37°C下孵育細(xì)胞驶沼。
- 共培養(yǎng)20小時(shí)后炮沐,用洗滌緩沖液洗滌ELISpot板,并用抗人IFN-γ和隨后用鏈霉親和素-HRP孵育回怜。
- 然后使用AEC溶液對(duì)鏈霉親和素-HRP進(jìn)行染色大年,通過(guò)用冷水徹底沖洗來(lái)停止反應(yīng)。
- 最后玉雾,使用ImmunoSpot板讀取器和相關(guān)軟件(Cellular Technologies翔试,Ltd.)掃描和計(jì)數(shù)ELISpot板。
Peptide-MHC tetramer exchange assays, Fudan University
肽-MHC四聚體交換分析复旬,復(fù)旦大學(xué)
Para_01
- 所有泛癌共享的腫瘤相關(guān)抗原肽均按照標(biāo)準(zhǔn)程序(GenScript生物技術(shù)公司)合成垦缅,并通過(guò)肽-MHC四聚體測(cè)定法估計(jì)肽與HLA位點(diǎn)的親和力,如前所述驹碍。
- 將肽以100μg/mL的濃度加載到QuickSwitch Quant HLA-A?02:01四聚體(PE標(biāo)記)(TB-7300-K1壁涎,MBL國(guó)際)上。
- 我們使用HLA-A?02:01四聚體試劑盒驗(yàn)證所有潛在腫瘤相關(guān)抗原肽的肽交換效率志秃,并通過(guò)肽交換實(shí)驗(yàn)生成肽特異性四聚體怔球。
- 將每個(gè)肽溶解在DMSO中,配制成10mM的溶液以進(jìn)行測(cè)定浮还。
- 然后竟坛,我們將50μL的HLA-A?02:01四聚體滴加到U型底96孔微板每個(gè)孔中,加入1μL的肽交換因子和1μL的肽碑定,輕輕用移液器混合流码。
- 我們對(duì)每個(gè)肽(包括參考肽)進(jìn)行上述步驟,并在室溫黑暗條件下過(guò)夜孵育混合物延刘。
- 第二天漫试,根據(jù)制造商的說(shuō)明,加入磁珠與上述四聚體結(jié)合碘赖,在反應(yīng)中應(yīng)用FITC標(biāo)記的抗體驾荣,該抗體識(shí)別出游離的肽。
- 通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)測(cè)量原有肽被競(jìng)爭(zhēng)肽替代的百分比普泡,我們?cè)u(píng)估交換效率并確定所得四聚體是否適合后續(xù)染色播掷。
Method details
方法細(xì)節(jié)
Data acquisition
數(shù)據(jù)獲取
Para_01
- CPTAC 數(shù)據(jù)的獲取和處理方式如 Li 等人所述。簡(jiǎn)而言之撼班,數(shù)據(jù)是從基因組數(shù)據(jù)共享庫(kù)(GDC)和蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)共享庫(kù)(PDC)中下載的歧匈。
- 各個(gè)隊(duì)列的個(gè)體數(shù)據(jù)是使用通用的計(jì)算管道和相同的基因組裝配及基因注釋(GENCODE V34 basic (CHR))獨(dú)立處理的。
- 所有組學(xué)數(shù)據(jù)都被映射到同一組初級(jí)蛋白同種物上砰嘁。
- 通過(guò)將 RNA 和蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)規(guī)范化到一個(gè)共同值件炉,實(shí)現(xiàn)了跨隊(duì)列的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)勘究。
- 對(duì)于 RNA 數(shù)據(jù),將編碼基因的上四分位數(shù)規(guī)范化到 1,500斟冕,以實(shí)現(xiàn)跨癌癥類型的規(guī)范化口糕。
- 基于全局蛋白質(zhì)組學(xué)和磷酸蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)定量分析的基因和磷酸位點(diǎn)的強(qiáng)度,通過(guò)將每種癌癥類型的參考強(qiáng)度中值進(jìn)行中值中心化磕蛇,實(shí)現(xiàn)了跨癌癥類型的規(guī)范化景描。
- 對(duì)于每個(gè)編碼基因,計(jì)算了轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游 1kb 處和 5’ UTR 的 CpG 島的探針?biāo)郊谆?beta 值的平均值秀撇。
- 本研究中使用的數(shù)據(jù)表是從 LinkedOmicsKB(https://kb.linkedomics.org/)下載的超棺。
Drug targets
藥物靶點(diǎn)
Para_01
- 藥物和靶點(diǎn)從DrugBank版本5.1.97和指南至藥理學(xué)版本2022.2.8中下載。在DrugBank中被標(biāo)注為"已撤回"的藥物被排除在外捌袜。"," Sentence_02": "我們只選擇了每種藥物的主要人類靶點(diǎn)说搅,這些靶點(diǎn)具有已知的藥理作用炸枣。"," Sentence_03": "具有誘導(dǎo)劑虏等、激動(dòng)劑、完全激動(dòng)劑适肠、部分激動(dòng)劑霍衫、偏向激動(dòng)劑或正性變構(gòu)調(diào)節(jié)劑機(jī)制的靶點(diǎn)被排除。"," Sentence_04": "藥物分為經(jīng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的和其余所有藥物侯养。"," Sentence_05": "經(jīng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的藥物的靶點(diǎn)被指定為第1層敦跌,使用DrugBank的類級(jí)別4注釋"抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)劑"進(jìn)行指定。"," Sentence_06": "所有其他經(jīng)批準(zhǔn)的藥物的靶點(diǎn)被指定為第2層逛揩。"," Sentence_07": "對(duì)于沒(méi)有DrugBank類別注釋的批準(zhǔn)藥物柠傍,使用藥物標(biāo)簽手動(dòng)指定其靶點(diǎn)。"," Sentence_08": "所有實(shí)驗(yàn)性藥物的靶點(diǎn)被指定為第3層辩稽。"," Sentence_09": "如果靶點(diǎn)可以被指定到多個(gè)層次惧笛,則選擇最高層次作為其最終分類(1>2>3)。
Potentially druggable genes
潛在的可成藥基因
Para_01
- 可成藥基因從藥物基因交互數(shù)據(jù)庫(kù)2022年2月9日版中下載逞泄。被注釋為"可成藥基因組"的基因患整,如果擁有來(lái)自所有三個(gè)來(lái)源的證據(jù)87,88,89,則被視為小分子可能的成藥基因喷众,并且如果它們尚未被分配到1-3層各谚,則被分配到第4層。
Membrane proteins
膜蛋白
Para_01
- 從虛擬表面蛋白組中獲取細(xì)胞表面蛋白(表S3來(lái)自文獻(xiàn)11)到千。
- 表S2昌渤。選擇帶有"pos. trainingset"標(biāo)簽的蛋白,如果尚未分配到層次1-4憔四,則將其分配到層次5膀息。
- 這些蛋白質(zhì)至少出現(xiàn)在三個(gè)數(shù)據(jù)集中的兩個(gè):細(xì)胞表面蛋白圖譜(高置信度)望抽、Uniprot的"細(xì)胞膜"關(guān)鍵詞以及COMPARTMENTS數(shù)據(jù)庫(kù)中的高置信度質(zhì)膜蛋白(文獻(xiàn)11)。
Gene annotation
基因注釋
Para_01
- 功能家族注釋于2022年8月5日從Pharos下載履婉。
- 61個(gè)oGPCR被歸類為"其他"煤篙。
- 預(yù)測(cè)的分泌蛋白(人類分泌組)從人類蛋白質(zhì)圖譜下載。
mRNA and protein rank abundance correlation
mRNA和蛋白質(zhì)豐度排名相關(guān)性
Para_01
- 對(duì)于在至少50%的腫瘤mRNA和腫瘤蛋白數(shù)據(jù)中都有定量值的基因毁腿,計(jì)算了其中的中位表達(dá)值辑奈。
- 然后計(jì)算了各隊(duì)列中的中位表達(dá)值。
- 對(duì)每個(gè)基因的中位mRNA豐度與中位蛋白豐度進(jìn)行了局部加權(quán)回歸平滑處理已烤。
- 曲線上的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的log2 RSEM值為6鸠窗,這個(gè)點(diǎn)被選作比較低mRNA豐度與較高RNA豐度的比較點(diǎn)。
- mRNA豐度和蛋白豐度的中位值使用Spearman相關(guān)性進(jìn)行了比較胯究。
PepQuery validation of protein identification
PepQuery 驗(yàn)證蛋白質(zhì)識(shí)別
Para_01
- 選擇表達(dá)量小于6的跨隊(duì)列中位數(shù)腫瘤RNA log2 RSEM的基因進(jìn)行驗(yàn)證識(shí)別稍计。
- 基因也被限制在至少在3個(gè)隊(duì)列中發(fā)現(xiàn)的,以關(guān)注泛癌癥相關(guān)靶點(diǎn)裕循。
- 對(duì)于每個(gè)基因臣嚣,使用PepQuery算法進(jìn)行驗(yàn)證,通過(guò)PepQuery2.12查詢基因與隊(duì)列中的最大數(shù)量的肽段識(shí)別剥哑。
- 如果在某個(gè)隊(duì)列中基因未能通過(guò)PepQuery2驗(yàn)證硅则,那么該基因也會(huì)在所有其他識(shí)別了該基因的隊(duì)列中進(jìn)行驗(yàn)證。
- 本次研究中用于每個(gè)基因驗(yàn)證的輸入是FragPipe識(shí)別的肽段列表株婴。
- 驗(yàn)證中使用的蛋白質(zhì)參考數(shù)據(jù)庫(kù)是GENCODE V34基本蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)怎虫。
Gene-wise mRNA protein correlation
基因水平的mRNA與蛋白質(zhì)相關(guān)性
Para_01
- 對(duì)于每個(gè)癌癥隊(duì)列,選擇了在至少50%的患者中具有腫瘤RNA和腫瘤蛋白定量基因困介。
- 使用Spearman相關(guān)系數(shù)對(duì)每個(gè)基因的mRNA表達(dá)和蛋白豐度值進(jìn)行相關(guān)性分析大审,并使用Benjamini-Hochberg方法對(duì)p值進(jìn)行校正。
Pan-cancer mRNA and protein co-expression for CDK9 and HDAC3
CDK9和HDAC3在泛癌癥中的mRNA和蛋白質(zhì)共表達(dá)
Para_01
- 對(duì)于每個(gè)癌癥隊(duì)列座哩,使用Spearman相關(guān)分析方法將CDK9和HDAC3的mRNA表達(dá)與所有其他基因的mRNA表達(dá)進(jìn)行相關(guān)性分析徒扶。
- 同樣,使用Spearman相關(guān)分析方法將CDK9和HDAC3的蛋白豐度與所有其他基因的蛋白豐度進(jìn)行相關(guān)性分析八回。
- 每個(gè)基因至少需要10對(duì)配對(duì)值酷愧。
- 在10個(gè)隊(duì)列中,使用R包metap(V1.4)中的sumz方法計(jì)算元p值缠诅。
- 將各個(gè)p值轉(zhuǎn)換為單側(cè)p值溶浴,并對(duì)不符合大多數(shù)的p值符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)。
- 將元p值轉(zhuǎn)換回雙側(cè)管引,并添加主要符號(hào)(超過(guò)50%的相關(guān)性的方向)士败。
- 如果正負(fù)相關(guān)值數(shù)量相等,則選擇正號(hào)。
GSEA for CDK9 coexpression
CDK9共表達(dá)基因集富集分析
Para_01
- 在‘泛癌癥mRNA和蛋白質(zhì)共表達(dá)’中計(jì)算出的絕對(duì)元p值進(jìn)行了負(fù)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換谅将,并添加了主要符號(hào)漾狼。
- 排序列表被提交到WebGestalt69,用于基因本體生物學(xué)過(guò)程術(shù)語(yǔ)(去除重復(fù))的GSEA分析饥臂。
- 除顯著性水平過(guò)濾器使用FDR < 0.05外逊躁,選擇了默認(rèn)參數(shù)。
Activating phosphorylation sites
激活磷酸化位點(diǎn)
Para_01
- 為了識(shí)別所有蛋白質(zhì)上的激活位點(diǎn)隅熙,從PhosphoSitePlus下載的調(diào)節(jié)性磷酸化位點(diǎn)(來(lái)自https://www.phosphosite.org/staticDownloads的調(diào)節(jié)位點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù))被篩選出ORGANISM = "人類"且ON_FUNCTION = "誘導(dǎo)"的位點(diǎn)稽煤。
- 為了專門識(shí)別激酶上的激活位點(diǎn),調(diào)節(jié)性位點(diǎn)進(jìn)一步被篩選以聚焦于具有誘導(dǎo)酶活性的激酶(GENE)(ON_FUNCTION = "酶活性囚戚,誘導(dǎo)")酵熙,并且從文獻(xiàn)中手動(dòng)整理的激活位點(diǎn)也被添加到這個(gè)列表中。
- 激酶上的激活位點(diǎn)列表使用2022年3月從PhosphoSitePlus下載的最新信息進(jìn)行了更新驰坊。
Differential expression analysis for tumor vs normal
腫瘤與正常組織的差異表達(dá)分析
Para_01
- 來(lái)自8種癌癥類型(CCRCC匾二、COAD、HNSCC拳芙、LSCC察藐、LUAD、OV态鳖、PDAC和UCEC)的腫瘤樣本和正常樣本转培,用于進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)和磷酸蛋白質(zhì)組學(xué)的差異表達(dá)分析。
- 為了獲得高度可信的蛋白/激活磷酸位點(diǎn)候選物浆竭,我們只保留了在至少20個(gè)腫瘤樣本和10個(gè)正常樣本中檢測(cè)到的蛋白質(zhì)和激活磷酸位點(diǎn)。
- 使用無(wú)配對(duì)Wilcoxon秩和檢驗(yàn)進(jìn)行差異表達(dá)分析惨寿。
- 對(duì)于那些無(wú)配對(duì)Wilcoxon秩和檢驗(yàn)調(diào)整后的p值小于或等于1%的蛋白質(zhì)/磷酸位點(diǎn)邦泄,根據(jù)無(wú)配對(duì)Wilcoxon秩和檢驗(yàn)的方向,進(jìn)一步將其分類為上調(diào)蛋白質(zhì)/磷酸位點(diǎn)和下調(diào)蛋白質(zhì)/磷酸位點(diǎn)裂垦。
Matching cancer cell lineages to cancer types
將癌癥細(xì)胞系與癌癥類型相匹配
Para_01
- 為了將癌細(xì)胞與腫瘤癌癥類型相匹配顺囊,我們對(duì)DepMap細(xì)胞系注釋文件(sample_info.csv)應(yīng)用了以下篩選條件:BRCA:primary_disease ="乳腺癌"并且lineage ="乳腺";CCRCC:primary_disease ="腎癌"并且lineage ="腎"蕉拢;COAD:primary_disease ="結(jié)腸/結(jié)直腸癌"并且lineage ="結(jié)直腸"特碳;GBM:primary_disease ="腦癌"并且lineage ="中樞神經(jīng)系統(tǒng)";HNSCC:primary_disease ="頭頸癌"并且lineage ="上呼吸道消化道"晕换;LSCC:primary_disease ="肺癌"午乓,lineage ="肺",lineage_sub_subtype ="非小細(xì)胞肺癌鱗狀細(xì)胞癌"闸准;LUAD:primary_disease ="肺癌"益愈,lineage ="肺",lineage_sub_subtype ="非小細(xì)胞肺癌腺癌",OV:primary_disease ="卵巢癌"蒸其,lineage ="卵巢"敏释;PDAC:primary_disease ="胰腺癌",lineage ="胰腺"摸袁;UCEC:primary_disease ="子宮內(nèi)膜/子宮癌"钥顽,lineage ="子宮"
CRISPR gene effect score analysis for upregulated proteins and phosphosites
CRISPR 基因效應(yīng)評(píng)分分析:上調(diào)蛋白質(zhì)和磷酸化位點(diǎn)的分析
Para_01
- 來(lái)自Broad的Achilles和Sanger的SCORE項(xiàng)目的CRISPR敲除篩選得到的基因效應(yīng)評(píng)分,涉及8種癌癥類型(CCRCC靠汁、COAD耳鸯、HNSCC、LSCC膀曾、LUAD县爬、OV、PDAC和UCEC)添谊,從DepMap Public 22Q2下載(CRISPR_gene_effect.csv)财喳。
- 對(duì)于每種癌細(xì)胞系,使用單樣本斩狱、單尾T檢驗(yàn)來(lái)識(shí)別在基因敲除后細(xì)胞生長(zhǎng)顯著降低的蛋白質(zhì)/磷酸化位點(diǎn)候選物耳高。
- 對(duì)于那些在腫瘤與正常樣本中顯著增加的蛋白質(zhì)/磷酸化位點(diǎn),將基因效應(yīng)評(píng)分的符號(hào)調(diào)整p值低于零且小于或等于1%的視為治療靶點(diǎn)候選物所踊。
Annotation of pan-essential genes
泛必需基因的注釋
Para_01
- 從DepMap Public 21Q4中下載了一份細(xì)胞系的全癌種必需基因列表(CRISPR_common_essentials.csv)泌枪。這些基因通過(guò)使用90%百分位數(shù)方法或自適應(yīng)雛菊模型(ADaM)被預(yù)測(cè)為常見(jiàn)必需基因。
Protein expression driven by mutation
突變驅(qū)動(dòng)的蛋白表達(dá)
Para_01
- 在每個(gè)隊(duì)列中秕岛,選擇了在至少10個(gè)樣本中發(fā)生突變的基因侵贵。
- 為了比較野生型(WT)和突變型樣本之間的RNA和蛋白質(zhì)豐度谬哀,每個(gè)隊(duì)列中至少有5個(gè)樣本必須具有非缺失和非零的值。
- 表達(dá)水平的比較采用Student's t檢驗(yàn)。
Protein expression driven by hypomethylation
低甲基化驅(qū)動(dòng)的蛋白表達(dá)
Para_01
- 在每個(gè)隊(duì)列中瞬逊,通過(guò)使用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)比較腫瘤樣本(至少需要20個(gè)樣本具有數(shù)據(jù))和正常樣本(至少需要10個(gè)樣本具有數(shù)據(jù))之間的甲基化值來(lái)識(shí)別低甲基化基因拯刁。
- 要求基因具有p值<0.01捂人,且腫瘤樣本的中位甲基化值必須低于正常樣本的中位甲基化值鸟款。
- 對(duì)于至少在50%的樣本中具有非缺失值的基因,使用Spearman相關(guān)分析腫瘤甲基化值灌具、RNA表達(dá)值和蛋白豐度值之間的相關(guān)性青团。
Protein expression driven by CNV
拷貝數(shù)變異驅(qū)動(dòng)的蛋白表達(dá)
Para_01
- 在每個(gè)隊(duì)列中,使用GISTIC270和CNV閾值+/-0.3確定局部擴(kuò)增區(qū)域的基因咖楣。
- 在這些區(qū)域中督笆,具有陽(yáng)性q值<0.01的基因被認(rèn)為是擴(kuò)增的。
- 對(duì)于至少50%的樣本中非缺失值的基因截歉,使用Spearman相關(guān)系數(shù)來(lái)相關(guān)每個(gè)基因的CNV胖腾、RNA和蛋白質(zhì)水平。
- 對(duì)于CNV到RNA和CNV到蛋白質(zhì)均具有顯著正相關(guān)(經(jīng)Benjamini-Hochberg校正的p值<0.01)的基因,被認(rèn)為是CNV驅(qū)動(dòng)基因咸作。
TP53 mutation effect on protein abundance
TP53突變對(duì)蛋白質(zhì)含量的影響
Para_01
- 在每個(gè)隊(duì)列中锨阿,樣本被分為具有TP53突變和沒(méi)有TP53突變的兩組。
- 每個(gè)突變樣本的log2 MS1強(qiáng)度蛋白豐度與同一隊(duì)列中無(wú)TP53突變樣本的中值log2 MS1強(qiáng)度蛋白豐度進(jìn)行了比較记罚。
- TP53蛋白序列和結(jié)構(gòu)域是使用ragp71和protr72 R包創(chuàng)建的墅诡。
Kinase hyperactivation and single sample score calculation
激酶過(guò)度激活與單樣本評(píng)分計(jì)算
Para_01
- 我們使用了激酶-底物富集分析(KSEA)來(lái)識(shí)別在腫瘤中相對(duì)于正常樣本超活化的激酶。
- 對(duì)每種癌癥類型分別進(jìn)行了KSEA分析桐智,使用的是在PTMsigDB v1.9中注釋的激酶和底物末早。
- 磷酸化位點(diǎn)被表示為十五肽(磷酸化位點(diǎn)周圍加減7個(gè)氨基酸)并根據(jù)每個(gè)隊(duì)列中的對(duì)數(shù) fold change(中位數(shù)腫瘤 - 中位數(shù)正常)進(jìn)行排序。
- 每個(gè)激酶至少需要10個(gè)被測(cè)量的位點(diǎn)说庭,p值是根據(jù)R中的z分?jǐn)?shù)計(jì)算的然磷。
- 具有正的KSEA z分?jǐn)?shù)和本杰明-霍赫伯格調(diào)整后的p值<0.01的激酶被認(rèn)為是腫瘤中超活化的。
Para_02
- 為了計(jì)算圖5和S5的單個(gè)樣本得分刊驴,磷酸化位點(diǎn)在每個(gè)隊(duì)列中進(jìn)行了中值中心化處理姿搜,并使用包含在PTMsigDB v1.9中的激酶靶點(diǎn)計(jì)算了每個(gè)單獨(dú)樣本的KSEA得分。
- 在這項(xiàng)分析中捆憎,我們要求磷酸化位點(diǎn)在任何一個(gè)給定數(shù)據(jù)集中至少有30個(gè)測(cè)量值舅柜,并且至少有五個(gè)激酶底物在給定樣本中的測(cè)量值。
- KSEA標(biāo)準(zhǔn)化得分是使用R計(jì)算得出的躲惰,其實(shí)現(xiàn)方式如前所述致份。
Evaluation of predicted effective targets by target tiers
預(yù)測(cè)有效目標(biāo)通過(guò)目標(biāo)層級(jí)的評(píng)估
Para_01
- 我們對(duì)不同層次進(jìn)行了分析,以檢驗(yàn)預(yù)測(cè)的可藥物依賴性的質(zhì)量和可靠性础拨。
- 這些預(yù)測(cè)的有效藥物靶點(diǎn)是由腫瘤組織中特定癌癥類型的蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)顯著過(guò)表達(dá)或磷酸蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)顯著超活化來(lái)定義的氮块,同時(shí)也是由匹配的癌細(xì)胞系譜系中的CRISPR KO DepMap數(shù)據(jù)顯著依賴來(lái)定義的(見(jiàn)圖2A和3A)。
- 藥物靶點(diǎn)被歸納到蛋白質(zhì)/基因水平太伊,每種癌癥類型中每個(gè)層次確定的有效靶點(diǎn)數(shù)量除以蛋白質(zhì)組學(xué)雇锡、磷酸蛋白質(zhì)組學(xué)和CRISPR數(shù)據(jù)確定的相應(yīng)層次的總量化靶點(diǎn)數(shù)。
- 這個(gè)結(jié)果值表示按層次預(yù)測(cè)的可藥物靶點(diǎn)占所有可量化目標(biāo)基因的比例(見(jiàn)圖4A)僚焦。
- 使用Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)層次1靶點(diǎn)的中位數(shù)比例與其他層次之間的差異。
Evaluation of predicted effective targets using PRISM data
使用PRISM數(shù)據(jù)評(píng)估預(yù)測(cè)的有效目標(biāo)
Para_01
- 從DepMap下載了Broad研究所的PRISM Repurposing 19Q4 Primary Files曙痘,該文件包含了使用分子條形碼方法對(duì)4,518種藥物在578個(gè)人癌細(xì)胞系中的生長(zhǎng)抑制活性的高通量藥物反應(yīng)數(shù)據(jù)芳悲。
- 初步篩選了在2.5μM藥物處理5天后的細(xì)胞存活率。
- 評(píng)估了與我們的藥物精選集匹配的藥物反應(yīng)边坤,以及上述"藥物靶點(diǎn)"方法部分中獲得的伴隨靶點(diǎn)名扛,這些靶點(diǎn)也通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)和磷酸蛋白質(zhì)組學(xué)在腫瘤和正常組織中進(jìn)行了量化,并通過(guò)DepMap的細(xì)胞系中的CRISPR KO篩選進(jìn)行了測(cè)量茧痒。
- 對(duì)于每種藥物肮韧,分別評(píng)估了與腫瘤和正常分子數(shù)據(jù)相匹配的癌癥細(xì)胞系(CCRCC、COAD、HNSCC弄企、LSCC超燃、LUAD、OV拘领、PDAC意乓、UCEC)的藥物反應(yīng),每種藥物與8種癌癥類型形成8對(duì)约素。
- 如果特定譜系的所有細(xì)胞在治療后與對(duì)照相比的平均log2存活率變化低于-0.3(單樣本T檢驗(yàn)届良,μ=-0.3),則認(rèn)為該細(xì)胞對(duì)藥物處理敏感圣猎,這是在PRISM手稿中定義的有效藥物殺傷的截止值士葫。
- 在測(cè)試同一藥物的不同鹽類時(shí),我們保留了在藥物-癌癥類型對(duì)中最有效的藥物鹽送悔,或者在平局的情況下隨機(jī)選擇一個(gè)藥物鹽慢显。
- 對(duì)于每種獨(dú)特的藥物和8種癌癥類型中的每一種,我們預(yù)測(cè)如果至少一個(gè)藥物靶點(diǎn)在腫瘤與正常組織中通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)或磷酸蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)單獨(dú)上調(diào)放祟,或者在匹配的癌癥細(xì)胞系譜系中的CRISPR KO數(shù)據(jù)中是依賴性鳍怨,或者兩者兼有,則認(rèn)為該癌癥類型對(duì)該藥物有一個(gè)有效的靶點(diǎn)跪妥。
- 進(jìn)行比例z檢驗(yàn)鞋喇,以測(cè)試我們的有效藥物靶點(diǎn)預(yù)測(cè)是否可以改善在PRISM中識(shí)別藥物-癌癥類型對(duì)成功反應(yīng)的識(shí)別。
Annotation of tumor suppressor genes
腫瘤抑制基因的注釋
Para_01
- 腫瘤抑制基因從以下三個(gè)來(lái)源收集:(1)癌癥基因普查(下載于2021年12月9日):僅篩選出第一層次的基因眉撵。(2)Bailey等人(2016年):篩選出表S1中的基因侦香,這些基因具有高置信度的致癌基因和腫瘤抑制基因標(biāo)簽,來(lái)源于20/20+纽疟。(3)Tokheim等人(2016年):篩選標(biāo)準(zhǔn)為所有三個(gè)工具(20/20+罐韩、TUSON和MutsigCV)均支持每個(gè)基因?yàn)橹掳┗蚧蚰[瘤抑制基因。
Genomic alteration of tumor suppressor genes in CPTAC and TCGA
CPTAC和TCGA中腫瘤抑制基因的基因組改變
Para_01
- CPTAC 樣本的突變和拷貝數(shù)數(shù)據(jù)按照"數(shù)據(jù)獲取"部分所述獲取污朽,TCGA PanCan 樣本的數(shù)據(jù)則從 cBioPortal 下載散吵。
- 通過(guò)計(jì)算每種癌癥類型和隊(duì)列中上述腫瘤抑制基因列表中的每個(gè)腫瘤抑制基因在樣本中失去功能突變(移碼突變和無(wú)義突變)和深度缺失(GISTIC 閾值得分 = -2)的頻率。
- 選取平均改變頻率在所有癌癥類型和隊(duì)列中大于3%的頂級(jí)腫瘤抑制基因蟆肆,用于無(wú)監(jiān)督層次聚類分析矾睦。
Impact of genomic loss on mRNA and protein levels
基因組丟失對(duì)mRNA和蛋白質(zhì)水平的影響
Para_01
- 對(duì)于每個(gè)CPTAC癌癥隊(duì)列,通過(guò)Wilcoxon秩和檢驗(yàn)比較了腫瘤抑制基因(移碼/無(wú)義突變炎功、深度缺失)基因缺失的樣本與其它樣本之間的腫瘤抑制基因的mRNA表達(dá)和蛋白豐度水平枚冗。
Cell line data
細(xì)胞系數(shù)據(jù)
Para_01
- 以下使用的DepMap細(xì)胞系數(shù)據(jù)(https://depmap.org/portal/):突變(CCLE_mutations.csv),拷貝數(shù)(CCLE_segment_cn.csv)蛇损,全局TMT蛋白質(zhì)組學(xué)赁温,66來(lái)自Broad和Sanger研究的組合CRISPR KO依賴性數(shù)據(jù)(CRISPR_gene_effect.csv)坛怪,18 Sanger的癌癥藥物敏感性基因組(GDSC)藥物反應(yīng)數(shù)據(jù)67以及Broad的混合物中同時(shí)進(jìn)行相對(duì)抑制分析(PRISM Repurposing 19Q4 Primary Files)藥物反應(yīng)數(shù)據(jù)。
- 拷貝數(shù)段數(shù)據(jù)使用GISTIC2和GENCODE V34基本參考數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行處理股囊,并使用與和諧CPTAC數(shù)據(jù)相同的參數(shù):(-genegistic 1 -smallmem 0 -rx 0 -broad 1 -brlen 0.7 -conf 0.99 -armpeel 1 -savegene 1 -v 30 -maxseg 46000 -ta 0.3 -td 0.3 -cap 1.5 -js 4)袜匿。
- GISTIC對(duì)基因的閾值設(shè)置為-2,被認(rèn)為是該基因存在深度缺失毁涉。
Protein/phosphosite/kinase activity dependencies for TSG
TSG 的蛋白質(zhì)/磷酸位點(diǎn)/激酶活性依賴關(guān)系
Para_01
- 首先在腫瘤中檢查了腫瘤抑制基因的基因丟失與蛋白質(zhì)豐度沉帮、磷酸化位點(diǎn)豐度和推斷的激酶活性評(píng)分之間的成對(duì)關(guān)系。
- 對(duì)于每種癌癥類型贫堰,使用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)比較具有腫瘤抑制基因丟失的樣本與其它樣本的蛋白質(zhì)/磷酸化位點(diǎn)/激酶活性評(píng)分穆壕。
- 使用大于0的符號(hào)-log10 p值進(jìn)行繪圖,值大于0表示在具有腫瘤抑制基因丟失的樣本中蛋白質(zhì)/磷酸化位點(diǎn)/激酶活性上調(diào)其屏。
- 還使用來(lái)自DepMap的CRISPR-Cas9篩選數(shù)據(jù)喇勋,在匹配的癌癥系中對(duì)每一對(duì)進(jìn)行評(píng)估,以測(cè)試攜帶腫瘤抑制基因丟失(移碼/無(wú)義突變偎行、深度缺失)的細(xì)胞系是否比沒(méi)有這些異常的細(xì)胞系更依賴于宿主蛋白質(zhì)基因川背,通過(guò)Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。
- 使用小于0的符號(hào)-log10值進(jìn)行繪圖蛤袒,值小于0表示當(dāng)宿主基因在攜帶腫瘤抑制基因丟失的細(xì)胞中被CRISPR敲除時(shí)熄云,細(xì)胞適應(yīng)度降低更多。
Drug response analysis in cell lines
細(xì)胞系中的藥物反應(yīng)分析
Para_01
- 曲線下面積(AUC)響應(yīng)(值越低表明藥物敏感性越高)對(duì)多柔比星(GDSC1數(shù)據(jù)集)和米托蒽醌(PRISM數(shù)據(jù)集)來(lái)自DepMap的數(shù)據(jù)在UCEC細(xì)胞系中進(jìn)行比較妙真,這些細(xì)胞系中存在TP53基因丟失與不存在TP53基因丟失缴允,使用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。
Neoantigen prediction
新抗原預(yù)測(cè)
Para_01
- 使用改進(jìn)版的NeoFlow進(jìn)行了新抗原分析珍德。
- 具體而言练般,我們使用Optitype來(lái)識(shí)別DNA-Seq數(shù)據(jù)中的人類白細(xì)胞抗原(HLA)。
- 然后锈候,我們使用netMHCpan 4.0來(lái)預(yù)測(cè)8至11個(gè)氨基酸長(zhǎng)度的體細(xì)胞突變衍生變異肽與HLA肽的綁定親和力薄料。
- IC50結(jié)合親和力的截止值設(shè)為500nM。
- 移除了結(jié)合親和力高于500nM的HLA肽泵琳。
- 變異鑒定也在蛋白質(zhì)水平上使用MS/MS數(shù)據(jù)進(jìn)行了摄职。
- 為了識(shí)別變異肽,我們采用了一種定制化的蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)方法获列。
- 我們從匹配的DNA和RNA測(cè)序數(shù)據(jù)中獲得了定制化的蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)琳钉,然后使用這些定制化的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)各個(gè)TMT或iTRAQ實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)搜索。
- 我們根據(jù)全外顯子測(cè)序數(shù)據(jù)中識(shí)別的突變和RNASeq數(shù)據(jù)中的融合蛛倦,為每個(gè)TMT或iTRAQ實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了一個(gè)定制化的數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)下載自https://proteomic.datacommons.cancer.gov/pdc/cptac-pancancer啦桌。
- 我們使用Customprodbj(https://github.com/bzhanglab/customprodbj)進(jìn)行定制化數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建溯壶。
- 使用MS-GF+對(duì)所有的全局蛋白質(zhì)組和磷酸化數(shù)據(jù)進(jìn)行變異肽的鑒定及皂。
- MS-GF+的結(jié)果在PSM水平上用1%的FDR進(jìn)行了過(guò)濾。
- 剩余的變異肽使用PepQuery進(jìn)一步過(guò)濾且改,p值截止≤0.01验烧。
- 變異肽的光譜使用PDV(https://github.com/wenbostar/PDV)進(jìn)行了注釋。
Tumor associated antigen identification
腫瘤相關(guān)抗原識(shí)別
Para_01
- 使用AD測(cè)試進(jìn)行差異表達(dá)分析又跛,只保留了調(diào)整后p值低于1%的蛋白質(zhì)碍拆。
- 我們從GTEx下載了所有54種正常組織的RNA-Seq數(shù)據(jù),并使用層次貝葉斯混合模型ZigZag來(lái)推斷每種組織的基因表達(dá)狀態(tài)慨蓝。
- 表達(dá)蛋白被定義為ZigZag計(jì)算出的活動(dòng)概率大于0.5的蛋白質(zhì)感混,其余蛋白質(zhì)被定義為不表達(dá)蛋白。
- 在除睪丸外的所有正常組織中未表達(dá)的蛋白質(zhì)被定義為休眠蛋白礼烈。
- 通過(guò)在caAtlas35的非癌細(xì)胞樣本中篩選HLA-I多肽弧满,進(jìn)一步過(guò)濾休眠蛋白,并且我們手動(dòng)檢查了剩余休眠蛋白的RNA-Seq和蛋白質(zhì)組表達(dá)水平此熬。
- 我們移除了在非睪丸組織中具有明顯mRNA表達(dá)或 在8種癌癥類型中mRNA或蛋白質(zhì)表達(dá)較低的基因庭呜,最終得到9個(gè)腫瘤相關(guān)抗原的列表。
- 使用PepQuery減少假陽(yáng)性的機(jī)會(huì)犀忱,并確定了7個(gè)腫瘤相關(guān)抗原募谎。
Visualization
可視化
Para_01
- 藥物靶點(diǎn)的維恩圖是使用InteractiVenn78創(chuàng)建的,并在Adobe Illustrator中進(jìn)一步格式化阴汇。
- 熱圖是使用ComplexHeatmap創(chuàng)建的数冬。
- Cytoscape版本3.10.082用于創(chuàng)建激酶和磷酸化位點(diǎn)底物網(wǎng)絡(luò)。
Quantification and statistical analysis
定量與統(tǒng)計(jì)分析
Para_01
- 除非另有說(shuō)明鲫寄,否則統(tǒng)計(jì)分析是使用R語(yǔ)言進(jìn)行的吉执。具體細(xì)節(jié)可以在結(jié)果和圖例中找到。
- P值是通過(guò)Benjamini-Hochberg方法進(jìn)行調(diào)整的地来。