發表雜誌：cancer research
影響因子：12.7
關於基因集泛癌分析，我們也推過很多文章
基因集泛癌分析，重磅來襲
11.6分，最熱複合物泛癌純生信分析！想發高分純生信不容錯過
11分+SCI 基因集泛癌純生信分析，兩個多月接受，可重複！
快來看看最新的27分基因集泛癌分析是怎麼做的
13+SCI 基因集泛癌分析純生信 可重複
基因集泛癌分析
6.6分基因集泛癌分析純生信 並沒有很難
25天接受的基因集泛癌分析，先人一步的優勢！
7.6分基因集泛癌純生信分析，從投稿到接收僅一個月！
最新6.6分，45天接收的基因集泛癌純生信 值得嘗試！
最新6.5分純生信，Nrf2信號通路泛癌分析，是基因集泛癌就不會太差
我們可以綜合各個文章中的內容，換成新的基因集/複合物/通路/基因家族等進行分析。如果需要的話可聯繫小編預定
請掃描下方二維碼
研究背景：代謝重組的一個重要特徵是癌細胞相對於正常細胞的同工酶組成的改變，代謝重編程是惡性轉化的一個標誌。同工酶是由不同基因編碼的不同蛋白質，催化相同的酶反應，但通常具有不同的胞內定位，不同的動力學和底物親和力。大多數正常細胞表達不同的同工酶集，這有助於關鍵生化過程的冗餘性和穩健性，癌細胞往往失去這種多樣性，並表達單一的癌症顯性同工酶。LID定義為一種成為癌症的主導亞型。目前還沒有系統地研究有多少代謝酶受到癌症特異性同工酶多樣性損失(LID)的影響，如果LID影響細胞存活關鍵生物過程中的速率限制催化步驟，那麼它可能代表癌細胞的潛在治療敏感性。
研究結果：
一、同工酶在癌症和相應的正常組織中的表達模式
1、從TCGA RNA SeqDB數據庫中獲得了同工酶在14種不同癌症類型和相應的正常組織中的mRNA表達數據(圖1a)，可用的配對腫瘤正常樣本數量從食管癌11例到乳腺癌105例不等(圖1b)
2、不同癌症類型中表達的同工酶的總數為2200到2261，在所有癌症類型中檢測到93%的酶反應和90%的個體同工酶，這與它們在細胞生物學中的基本作用一致(圖1C、D) ，15種同工酶表現出癌症類型特異性表達(圖1C)。
3、同工酶表達模式的癌症組織和正常組織之間的差異小於不同癌症類型之間的差異(圖1E)，表明大多數組織特異性代謝特徵在癌細胞中仍然存在。
4、在患者水平上分析腫瘤-正常同工酶對，發現所有癌症類型中癌症間差異表達同工酶的比例存在顯著差異(圖1F)。
二、癌症中同工酶多樣性的損失
1、受LID影響同工酶的選取標準如圖2A，共鑑定了357種不同的酶反應，其中55例（15%）僅在單一癌症類型中觀察到(圖2b、C)
2、一些同工酶在所有癌症類型中都表現出一致的高選擇分數(圖2d)。
3、357個受LID影響的代謝反應代表了廣泛的生化途徑(圖2E).
三、候選同工酶靶點在癌細胞系中的表達和來自全基因組敲除篩選的體外細胞活力依賴性
1、分析了在CCLE和DepMap數據庫中有10個或更多細胞系的癌症類型(圖3A，B)。
2、大約50%的受LID影響的同工酶在相應的細胞系中表現出癌症顯性表達，有33種同工酶在TCGA中顯示LID的癌症類型中符合我們的功能優先級標準(圖3c)。
四、乳腺癌亞型中的同工酶靶點
1、已鑑定的49種同工酶在所有乳腺癌亞型中均具有癌症顯性，從而產生178個獨特的潛在代謝靶點(圖4a)，碳水化合物代謝途徑在治療靶點中最為豐富(圖4b)
2、9種同工酶符合HR+/HER2癌症高優先代謝目標的所有標準，4種符合HER2+癌症，11種符合TNBC標準(圖4c)。
3、這些同工酶中只有一種，3-羥基丁酸脫氫酶(BDH1)，符合所有三種癌症亞型的所有驗證標準(圖4d)。
五、ACACA/ACACB小分子抑制劑對乳腺癌體內外活性的影響
1、PF-05175157在10μg/mL濃度下，顯著抑制了所有細胞系（除1個細胞系外）的細胞活力(圖5a)。
2、對劑量響應曲線擬合的Log-logistic模型給出了每個細胞系不同的斜率、EC50和最小生存能力，但所有抑制效應都非常顯著(圖5b)。
3、接下來，檢測了高敏感的MDAMB478和BT474細胞暴露於PF-0517515724和72小時後的細胞周期進程和凋亡影響。在G2/M期，細胞數量均有時間依賴性 (圖5c)，然後在72小時，兩種細胞系的細胞凋亡數量均顯著增加(圖5d)。
4、通過評估PF-05175157在MDAMB468腫瘤異種移植和三陰性患者來源的異種移植模型中的療效，與對照組相比，PF-05175157顯著抑制了腫瘤的生長(圖5e)。
六、在乳腺癌細胞系中抑制ACACA/ACACB後的轉錄組學和代謝譜分析
1、在BT474細胞中，6小時時，148個基因表達上調，210個基因表達下調，24小時時，轉錄組變化增加到534個基因表達上調，499個基因表達下調(圖6a)。
2、BT474細胞在24小時內顯著下調了213個顯著上調基因和251個下調基因，並且在MDAMB486細胞中觀察到了同樣現象，表明存在共同轉錄反應（圖6B）。
3、在通路水平上，許多參與代謝過程的基因的表達增加，表明存在大規模的代謝代償反應 (圖6c)。
4、在MDAMB468細胞中，24小時後，DNA修復和細胞周期相關基因顯著減少。參與脂質釋放、細胞外空間脂肪酸攝取和檸檬酸利用率的酶顯著上調(圖6d)。代謝譜還顯示了許多代謝途徑中代謝物水平增加（圖7A）
5、在BT474細胞中有278個顯著的代謝物上調，66個下調的代謝物，並在MDAMB468細胞中相應的時間點表現出相同的變化(圖7b)
6、在代謝物豐度水平上，BT474細胞和MDAMB468細胞也有相似的變化(圖7c)
總結：
該研究中，使用TCGA mRNA表達數據檢測了14種癌症類型中1319種酶反應的同工酶表達模式，以確定成為癌症顯性的同工酶。對600多個細胞系的表達模式的評估表明50%的LID受影響的同工酶在相應的細胞系中表現出癌症顯性表達。在全基因組CRISPR和RNAi功能缺失篩選中，對癌症顯性同工酶的功能重要性進行了評估：17%對細胞增殖至關重要，這表明了它們作為治療靶點的潛力。最廣泛的功能驗證的靶點是乙酰輔酶a羧化酶-1(ACC1)。小分子抑制ACC1降低了乳腺癌的體外生存能力，並抑制了體內細胞系和患者來源的異種移植物的腫瘤生長。對藥物治療效果的評估顯示了顯著的代謝和轉錄干擾。這項工作闡明了癌症生物學中固有的代謝可塑性的一個重要但被忽視的方面。
留言列表