12+:預(yù)測(cè)癌癥中改變自噬的基因突變

自噬“貨物”是有選擇性裝載的，其中主要依靠LIR基序與LC3互作，形成自噬體。隨后，自噬體進(jìn)行運(yùn)輸、溶解。研究表明，自噬異常會(huì)影響疾病進(jìn)程。腫瘤中的自噬具有雙重作用：一方面自噬的發(fā)生會(huì)增強(qiáng)癌細(xì)胞的生存能力；另一方面，抑制自噬會(huì)造成“廢物”的積累、基因突變等，誘發(fā)腫瘤。

本研究旨在探索人類(lèi)癌癥中是否有某些突變通過(guò)影響 LIR 基序來(lái)改變自噬選擇性，進(jìn)而影響疾病進(jìn)程。

1.  構(gòu)建LIR預(yù)測(cè)模型pLAM

收集人、釀酒酵母、其他物種LIR，并獲取相應(yīng)蛋白,確定了LIR的序列信息。

驗(yàn)證算法的可靠性，然后用于泛癌LIR基序預(yù)測(cè)，并對(duì)預(yù)測(cè)到的LIR基序?qū)?yīng)的基因進(jìn)行GO、Pathway富集分析。

2.  LIR基序突變預(yù)測(cè)

收集TCGA、ICGC 和 COSMIC 數(shù)據(jù)庫(kù)突變數(shù)據(jù)并進(jìn)行整合，獲得2,963,952 個(gè)獨(dú)特的SNV。提取其中LIR基序的突變信息。分析發(fā)現(xiàn)STBD1蛋白，參與糖原代謝，在之前尚未報(bào)道過(guò)與腫瘤自噬有關(guān)。

3.  分析突變的LIR基序（LAMs）在泛癌中的作用

使用TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)分析發(fā)現(xiàn)，STDB1在泛癌中為抑制腫瘤；在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中為促進(jìn)腫瘤。

4.  co-IP驗(yàn)證LIR基序突變影響自噬

在HEK293T細(xì)胞中進(jìn)行co-IP，結(jié)果表明STBD1 LIR基序W203C是影響基因互作的重要結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，STBD中W203C突變影響其與GABARAPL1的結(jié)合，進(jìn)而影響自噬指標(biāo)的表達(dá)。

5.  在臨床樣本中檢測(cè)STBD1的表達(dá)

在癌組織、癌旁中檢測(cè)STBD1的表達(dá)水平，結(jié)果表明STBD1在癌組織中顯著下調(diào)，與之前的預(yù)測(cè)結(jié)果一致。

6.  細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究STBD1的功能

在多種癌細(xì)胞中進(jìn)行細(xì)胞功能實(shí)驗(yàn)，STBD1 抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)，突變W203C會(huì)部分回復(fù)STBD1的抑制作用。

7.  動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證STBD1的功能

裸鼠成瘤實(shí)驗(yàn)表明，STBD1抑制腫瘤生長(zhǎng)。

8.  轉(zhuǎn)錄組、代謝組分析

在細(xì)胞中干擾STBD1，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，分析表達(dá)水平顯著改變的基因，并進(jìn)行通路富集分析。分析發(fā)現(xiàn)，STBD1 抑制癌癥生長(zhǎng)可能是通過(guò)改變基因轉(zhuǎn)錄和重塑糖酵解/糖異生途徑。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證STBD1是否重塑代謝，進(jìn)行代謝組分析。結(jié)果表明，STBD1敲除后糖酵解增強(qiáng)。

9. 構(gòu)建LIRCP 調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)

將LAMs對(duì)應(yīng)蛋白、自噬相關(guān)基因按照生物學(xué)功能聚類(lèi)，構(gòu)建調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，將自噬與腫瘤聯(lián)系起來(lái)。