12+:預測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，自噬體進行運輸、溶解。研究表明，自噬異常會影響疾病進程。腫瘤中的自噬具有雙重作用：一方面自噬的發(fā)生會增強癌細胞的生存能力；另一方面，抑制自噬會造成“廢物”的積累、基因突變等，誘發(fā)腫瘤。

本研究旨在探索人類癌癥中是否有某些突變通過影響 LIR 基序來改變自噬選擇性，進而影響疾病進程。

1.  構建LIR預測模型pLAM

收集人、釀酒酵母、其他物種LIR，并獲取相應蛋白,確定了LIR的序列信息。

驗證算法的可靠性，然后用于泛癌LIR基序預測，并對預測到的LIR基序對應的基因進行GO、Pathway富集分析。

2.  LIR基序突變預測

收集TCGA、ICGC 和 COSMIC 數(shù)據(jù)庫突變數(shù)據(jù)并進行整合，獲得2,963,952 個獨特的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，在之前尚未報道過與腫瘤自噬有關。

3.  分析突變的LIR基序（LAMs）在泛癌中的作用

使用TCGA數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn)，STDB1在泛癌中為抑制腫瘤；在膠質母細胞瘤中為促進腫瘤。

4.  co-IP驗證LIR基序突變影響自噬

在HEK293T細胞中進行co-IP，結果表明STBD1 LIR基序W203C是影響基因互作的重要結構。

進一步研究發(fā)現(xiàn)，STBD中W203C突變影響其與GABARAPL1的結合，進而影響自噬指標的表達。

5.  在臨床樣本中檢測STBD1的表達

在癌組織、癌旁中檢測STBD1的表達水平，結果表明STBD1在癌組織中顯著下調，與之前的預測結果一致。

6.  細胞實驗研究STBD1的功能

在多種癌細胞中進行細胞功能實驗，STBD1 抑制癌細胞生長，突變W203C會部分回復STBD1的抑制作用。

7.  動物實驗驗證STBD1的功能

裸鼠成瘤實驗表明，STBD1抑制腫瘤生長。

8.  轉錄組、代謝組分析

在細胞中干擾STBD1，然后進行轉錄組測序，分析表達水平顯著改變的基因，并進行通路富集分析。分析發(fā)現(xiàn)，STBD1 抑制癌癥生長可能是通過改變基因轉錄和重塑糖酵解/糖異生途徑。

為了進一步驗證STBD1是否重塑代謝，進行代謝組分析。結果表明，STBD1敲除后糖酵解增強。

9. 構建LIRCP 調節(jié)網絡

將LAMs對應蛋白、自噬相關基因按照生物學功能聚類，構建調節(jié)網絡，將自噬與腫瘤聯(lián)系起來。