血小板衍生的生长因子受体的激活产生一些调节哺乳动物细胞生长，存活，增殖和分化的最重要的信号传导途径，并且它们的错误调节在多种疾病中是常见的。在此，研究人员提供了从文献中汇总的血小板衍生的生长因子受体信号传导途径的全面而详细的图谱，并将该图谱整合到生物信息学协议中，该协议旨在从大规模定量蛋白质组学质谱数据中提取有意义的信息。研究人员使用血小板衍生的生长因子受体驱动的神经胶质瘤的新基因工程小鼠模型证明了这种方法的有用性。研究人员发现急性血小板衍生的生长因子受体刺激与蛋白质翻译起始调节中的慢性受体激活显着不同。瞬时刺激激活翻译起始机制的几个关键组分，而临床相关的血小板衍生的生长因子受体慢性活动与翻译成员的显着关闭相关。研究人员的工作定义了从全球无偏磷酸化蛋白数据集中提取生物学相关见解的逐步方法，以揭示治疗评估的目标。在过去的几十年中，人们在破译有助于细胞外信号传递到细胞内生理反应的分子事件方面做出了巨大努力。正面和负面调节机制的复杂网络传递这些信号，这种巨大的复杂性影响了研究人员解释和预测特定输入的细胞结果的能力。克服这一知识差距对于更好地了解疾病和应用新的治疗方法至关重要。解开这种复杂性的关键要素是使用网络分析，计算建模和可视化工具。在这一努力的顶点是由人工策划的信息构建的网络组合，这些信息来自文献并被翻译成计算机可读数据库。这种方法已被用于创建表皮生长因子受体的详细信号图，雷帕霉素的机械靶标以及芽殖酵母细胞周期和类风湿性关节炎的综合分子相互作用图。
　　 血小板衍生生长因子是控制结缔组织细胞生长的生长因子家族，是胚胎发育过程中间充质细胞的关键调节因子。配体的同源或异源二聚体通过诱导同源和异型二聚化激活两种类型的细胞表面受体酪氨酸激酶以引发各种细胞内信号传导途径和生理反应。血小板衍生的生长因子受体信号的失调导致许多疾病，包括许多类型的癌症。尽管已知急性激活的血小板衍生的生长因子受体下游的几种信号传导途径，但这种知识仍然相对简陋，这阻碍了血小板衍生的生长因子受体信号传导网络的发展和充分理解。所有已知的血小板衍生的生长因子受体信号转导途径的综合聚集图谱是不存在的，并且将代表研究界的宝贵资源。
　　多形性胶质母细胞瘤的基因组景观揭示了许多已知的癌症驱动因子。这些致癌驱动因子与肿瘤抑制基因中特征性的纯合缺失或突变配对和大多数情况下功能丧失。在小鼠中概括这些遗传事件已经产生了几种准确的神经胶质瘤模型，这些模型已被证明有助于推进胶质瘤生成中的新概念。目前多形性胶质母细胞瘤患者的护理标准不包括基于驱动突变的精准医学干预措施，因为它们在治疗多形性胶质母细胞瘤方面不成功，可能是由于信号通路的冗余。显然需要更深入地了解多形性胶质母细胞瘤中的信号传导途径，研究人员之前已经使用小鼠模型实现了驱动信号传导事件被完全控制。类似地，在神经胶质瘤中血小板衍生的生长因子受体信号传导的进展将极大地受益于基于临床相关参数的体内模型，例如血小板衍生的生长因子受体的过表达及其对配体的慢性刺激。研究人员对信号通路的一般知识严重偏向于信号成分历来是关注的焦点与特定试剂的可用性相关。这些偏差通常通过使用更全局的方法克服，如串联质谱磷酸化蛋白质组学技术;然而，由于大多数磷酸盐的未指定生物学功能，许多有趣的串联质谱产生的磷酸化事件仍然存在显着的局限性。缺乏注释功能对使用基于串联质谱的信号网络生成提出了重大问题，并且正在开发从磷酸数据库中提取实用信息的良好描述的过程。
　　 在这里，研究人员描绘了血小板衍生的生长因子受体信号传导的综合信号图，并描述了从大型磷酸化蛋白质组学数据集中提取生物学相关信息的生物信息学策略。研究人员将研究人员的方法应用于血小板衍生的生长因子受体驱动的多形性胶质母细胞瘤的新基因工程小鼠模型，并且研究人员发现急性与慢性刺激的血小板衍生的生长因子受体多形性胶质母细胞瘤之间的翻译起始机制信号传导活性的显着变化，其可具有治疗意义。信号通路的视觉表示往往是分散的，不完整的，而且往往是简单的。为了帮助可视化所有已知的血小板衍生的生长因子受体信号事件，研究人员通过手工策划已发表的文献构建了一系列血小板衍生的生长因子受体信号转导途径的综合图谱。的血小板衍生的生长因子受体网络使用软件平台，其提供了良好定义的和一致的图形注释描绘信令交互。此外，允许用户使用访问用于为每个单独反应获取信息的参考。此外，描述分子相互作用的数据分别存储在系统生物学图形符号过程图中，用于机器可读性和图形表示。
　　 研究人员首先创建了一个全球活动流程图，代表了所有四种配体及其与所有三种受体组合的相互作用以及它们激活的信号通路。该图与当前文献中使用的常用注释类似，它仅描述了信号网络中生化物种之间的信息流。它显示了同源和异二聚体配体组合对受体二聚体及其已知的第一级信号传导配偶体的亲和力。该一般活动流程图对于信令的广泛概述是有用的。但是，它缺乏有关信令实体的状态转换的信息。因此，研究人员将活动流表示扩展为两个单独的映射，其中包括所有信令组件的状态转换细节。鉴于血小板衍生的生长因子受体同源二聚化的性质，研究人员构建了分别代表每个二聚体的图谱。为了帮助探索地图，研究人员将它们组织在独特的功能模块中，包括血小板衍生的生长因子受体内吞作用的调节，降解或再循环，钙信号传导，帽依赖性翻译，细胞骨架动力学，转录和细胞周期小酶介导的信号转导，级联，磷脂酰肌醇多磷酸盐信号传导和雷帕霉素的机械靶标信号传导。在血小板衍生的生长因子受体的这些过程图中，所有信号传导成员的磷酸化状态在活性或非活性转移节点的系统中表示。物种被定义为作为反应主体的实体。它用于表示酶促修饰，蛋白质复合物结合解离和易位的各种状态。这些地图是根据可获得的几种出版物手工建造的补充信息，对于个别反应，可以直接链接到相关参考。有关策展过程的指导原则如下所述补充资料。总结了这些图中组件的信息。就磷酸化事件而言，这些图谱组合在几种蛋白质上含有多个带注释的磷酸盐。反应也与计算机断层扫描数据库匹配总结了研究人员的地图和计算机断层扫描数据库之间的覆盖范围。研究人员设计的地图是不言自明的，它们代表了血小板衍生的生长因子受体信号的全面观点。信令路径高度依赖于上下文，并且对这些映射的限制是缺少上下文信息。为了在临床相关背景下进一步改善血小板衍生的生长因子受体信号传导网络，研究人员基于血小板衍生的生长因子受体的过表达和组成型激活创建了神经胶质瘤的小鼠模型。
　　成人多形性胶质母细胞瘤过表达血小板衍生的生长因子受体。为了在该临床背景下研究血小板衍生的生长因子受体信号传导，研究人员基于过度表达和血小板衍生的生长因子受体的慢性活化创建了多形性胶质母细胞瘤的小鼠模型。研究人员产生了能够以重组酶依赖性方式过表达人血小板衍生的生长因子受体受体的条件转基因小鼠品系。在多形性胶质母细胞瘤中，血小板衍生的生长因子受体信号传导是慢性的，因为自分泌旁分泌配体刺激。为了模拟这种临床状态，研究人员使用慢病毒，其递送多西环素人配体的诱导表达以及的组成型表达。在患者中，通常在功能丧失的突变的背景下观察到血小板衍生的生长因子受体阳性多形性胶质母细胞瘤。因此，研究人员将血小板衍生的生长因子受体菌株培育成条件性菌株，以更好地反映在患者多形性胶质母细胞瘤中观察到的驱动突变的遗传学。通过在成人血小板衍生的生长因子受体中立体定向颅内注射上述病毒产生脑肿瘤;在注射后随意喂食多西环素饮食的小鼠。研究人员发现致死性肿瘤以配体依赖性方式发展。每只血小板衍生的生长因子受体动物注射病毒喂食多西环素饮食死于颅内肿瘤，中位生存期为，而血小板衍生的生长因子受体对照动物均无。研究人员还观察到在无效率的情况下血小板衍生的生长因子受体的简单过表达不足以产生颅内肿瘤，证明了血小板衍生的生长因子受体对肿瘤发生的激酶活性的绝对要求。此外，注射的血小板衍生的生长因子受体无多西环素对照小鼠在注射后均未发生肿瘤，此时终止实验并进行尸体剖检以验证肿瘤的缺失。;血小板衍生的生长因子受体肿瘤显示出在高级别胶质瘤中观察到的组织病理学特征，即肿瘤密集，包含具有显着核异型的低分化细胞，许多巨大的多核细胞和伪疟疾坏死的特征区域。这些高级神经胶质瘤肿瘤内的细胞表达星形胶质细胞标记胶质纤维酸性蛋白，缺乏神经元标记物的表达，并显示高水平的增殖标志物。这些组织病理学特征与多形性胶质母细胞瘤中观察到的一致。该二分体系统提供对血小板衍生的生长因子受体表达和慢性激活的严格的时空控制，以研究多形性胶质母细胞瘤肿瘤发生期间血小板衍生的生长因子受体驱动的信号传导事件。
　　 大多数研究人员对血小板衍生的生长因子受体信号传导途径的了解已经使用离体培养系统产生，因此使用急性，饱和水平的配体刺激来触发受体激酶活性。这种方法已经产生了关于信号通路的非常有用的数据;然而，它并不完全模仿临床环境，其中血小板衍生的生长因子受体信号传导是一种慢性，自分泌旁分泌类型的刺激。为了解决这个问题，研究人员研究了源自;血小板衍生的生长因子受体多形性胶质母细胞瘤肿瘤的原代细胞培养物中的急性和慢性血小板衍生的生长因子受体刺激。这些培养物显示的可滴定和时间多西环素依赖性表达。此外，它们保留了人血小板衍生的生长因子受体的过表达并且，通过血小板衍生的生长因子受体自身磷酸化位点的水平测量，多西环素刺激的配体的慢性表达导致受体激酶活性的激活。在不存在多西环素的情况下，通过添加外源重组人对这些培养物的急性刺激导致血小板衍生的生长因子受体激酶活性的强烈激活。这些培养物能够在相同的细胞环境中研究慢性和急性信号传导途径，并允许在两种类型的输入刺激之间进行直接信号传导比较。研究人员确定，对进行外源性重组和长期暴露的急性治疗均可导致血小板衍生的生长因子受体激酶活性的相似激活水平。通过在急性下进行无偏和全球综合定量蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析，研究人员深入了解急性和慢性受体刺激引发的信号事件，与对照，未刺激的细胞相比，慢性刺激。研究人员进行了基于同量异位标记的定量串联质谱来测量蛋白质和磷酸异构体的表达合并的生物复制品。这产生了所有条件下多种蛋白质的表达数据。为了测量急性和慢性受体刺激之间信号传导途径的改变，研究人员进行了连续的磷酸肽富集和免疫纯化以定量几个磷酸肽，其中几个含有酪氨酸磷酸化事件。在多种独特蛋白上发现了磷酸盐，对于大多数这些蛋白质，每种蛋白质检测到几个磷酸化位点，单个蛋白质上磷酸化位点的数量。检测到的磷酸盐数量最少的蛋白质比含有更多磷酸盐的蛋白质更小。
　　因为蛋白质表达可以影响富集翻译后修饰的测量，研究人员将磷酸化位点的定量值标准化为未富集样品中测量的蛋白质水平表达，并计算刺激和对照之间的差异作为倍变化每种磷酸肽。研究人员首先比较了急性与慢性刺激的血小板衍生的生长因子受体自磷酸化位点。在所有部位，血小板衍生的生长因子受体的急性刺激导致水平升高，并且受体的慢性刺激导致所有部位的相似水平的持续磷酸化。研究人员通过定量蛋白质印迹分析使用磷酸特异性血小板衍生的生长因子受体抗体验证了这些结果，并且显示除外，与对照未刺激细胞相比，急性和慢性受体活性中这些位点的磷酸化水平相似。研究人员将这一观察结果扩展到衍生自血小板衍生的生长因子受体多形性胶质母细胞瘤肿瘤的其他独立原代细胞培养物，并证明了这些观察结果的普遍性。研究人员以更全球的方式研究了血小板衍生的生长因子受体信号传导的慢性激活与急性激活之间的差异。研究人员分析了急性刺激磷酸化事件的与未受刺激的对照。磷酸化事件显示水平增加，并且显示刺激几分钟后水平降低。然后，研究人员通过分析慢性刺激和急性刺激样本之间的差异来比较急性和慢性血小板衍生的生长因子受体刺激。大多数的磷酸肽显示出最小的变化。对于大多数差异调节的磷酸化事件，在急性受体刺激后强度增加的磷酸盐在慢性受体激活后显示出强度显着降低，并且类似地，在急性受体激活后降低的磷酸盐在慢性刺激时显示出强度增加。显示最剧烈变化的事件。这表明组成型活化的血小板衍生的生长因子受体发出稳态信号，其与推注显着不同，使短期受体激活饱和。为了获得对这些差异的功能的有意义的见解，研究人员对异常磷酸化事件的蛋白质进行了基因本体论术语富集分析。在排名最高的类别中，编码与蛋白质翻译和钙粘蛋白信号传导的调节相关的蛋白质的基因。来自这些蛋白质的磷酸肽与血小板衍生的生长因子受体活性的模式呈负相关。