【文献精读与解析】9.11分的SCI到底是怎么写的？你学会了吗？

hello,大家好，又到了医学方“文献精读专题”。自从医学方推出这个专题以来得到了大家的广泛肯定及好评，应广大读者需求，我们积极筹备更新此专题，希望大家一如既往的支持，谢谢！好了~废话不多说，这次我们讲解一篇影响因子在9.11的文章，正式开始我们本次的庖丁解牛。

背景

所有真核细胞都利用自噬进行蛋白质和细胞器周转，从而确保亚细胞质量控制、稳态和存活。为了应对人类自噬相关基因鉴定的最新进展，并在全系统水平上描述自噬，我们通过合并各种原始数据集和检索各自的相互作用数据，建立了一个以自噬为中心的基因相互作用网络。分析所得网络（“AXAN”）相对于子网，例如主基因子网（包括核心机制、信号通路和自噬受体）和转录子网。

为了描述该网络中进化的各个方面，我们评估了99种真核模式生物中蛋白质直系同源物的存在。我们可视化了主要基因类别的进化趋势和选定AXAN基因的进化轨迹。该分析证实了自噬核心基因的真核起源，同时指出了自噬受体的多样化进化历史。

接下来，我们使用模块识别来描述通路模块级别的网络功能解剖结构。除了明显的途径（例如，溶酶体降解，胰岛素信号传导）之外，我们的数据还揭示了上下文相关模块的存在，例如Rho GTPase信号传导。最后，我们使用基于图像的三方RNAi筛选来测试预测在自噬调节中发挥作用的候选基因。我们验证了Rho GTPase，CDC42，作为自噬相关信号传导的新型调节因子。这项研究强调了全系统方法的适用性，以获得对复杂生物过程的新见解，并以前所未有的详细程度描述人类自噬途径。

图1. AXAN 及其子网概述。

图一

（A）注释的扩展自噬网络（AXAN）概述，显示自噬核心（绿色），信号传导（蓝色），受体（黑色）和介质（灰色），以及其他基因（小灰色圆圈）。灰色边缘：蛋白质-蛋白质相互作用（浅：中等置信度;深：高置信度）;红边：转录调控。单例基因和成对基因相互作用显示在底部。为简单起见，

（B）中仅显示初基因之间的边缘。

（C）AXAN的定量网络参数，AXAN的随机版本（兰特。AXAN）和3个类似规模的随机人际网络。

（D）自噬原基因的细胞类型特异性表达。条形图显示了与随机非自噬基因相比，给定细胞类型中表达的主要基因的过度代表性百分比。*， P < 0.05;**， P < 0.01;N.S.，不重要。

（E）主要基因相互作用网络。显示所有AXAN原基因及其相互作用。节点大小对应于度数（邻居数）。该网络上的度分布和布局算法（弹簧嵌入式布局，由边缘中介性加权）取消了子区域的存在：虚线，自噬核心和信号域之间的空间分离;红色区域，蛋白激酶A亚区;蓝色，BECN1-UVRAG亚区。

（F） AXAN 内的转录子网。显示AXAN中的转录因子（红色菱形）及其靶基因。如上所述，自噬初代基因（大圆圈）通过颜色编码进行标记。AXAN 中的非主要靶基因显示为小圆圈。

图2. AXAN 主要基因的进化趋势.

图二

使用InParanoid99数据库，通过对7个真核模式生物（和大肠杆菌作为外组）的直系同源物鉴定来评估AXAN内功能类别中人类基因的进化保守性。进化趋势显示为各自系统发育组中保守人类基因的百分比。两千个随机选择的人类基因作为对照（红色虚线）。

（B）所有9个人类自噬受体，2个核心基因，2个信号基因和2个非AXAN控制基因（管家酶ALDH9A1和T细胞受体基因CD3E，用星号标记）的进化保守。灰色条，该组内一个物种的直系同源物;黑条，该组中至少2个物种的直系同源物。

（C 和 D）2个示例性AXAN基因（核心基因ATG4B和受体STBD1）的进化轨迹。圆圈代表物种，方框表示包含这些物种的高阶分类群。给定物种中直系同源物的存在由黑色符号可视化。对于较高的组，着色显示该组中一个（灰色）或至少两个（黑色）物种中存在直系同源物。例如，显示了高度保守的自噬核心基因ATG2B和自噬受体基因STBD4（最近的自噬受体）。

图3. AXAN 的功能架构。

图三

（A）使用AXAN基因构建基于途径的功能相互作用网络（使用Reactome数据库），然后进行GLay群落聚类以鉴定模块。21个单独的模块以不同的颜色显示。

（B）将模块转换为节点大小与节点数相对应的小节点。着色说明了自噬核心（绿色）和/或信号传导（蓝色）基因的比例。根据途径富集分析添加先导项。亚节点之间的边缘对应于潜在基因之间的相互作用。模块 M05 和 M06 以粗体突出显示。

（C）“自噬”模块（M05）。

（D）“胰岛素和MTOR信号”模块（M06）。在这两个模块中，主要基因根据其类别（绿色，核心;蓝色，信号传导）显示。红色虚线强调存在与特定生物学功能相关的较小功能子模块（见正文）。

图4. 网络预测的功能评估。

 图四

（A）引入外部接头节点（菱形）以将迄今为止孤立的节点（白色圆圈）连接到AXAN主网络（如上所述的初代基因的颜色编码）。仅显示那些选择用于功能性siRNA筛选的接头节点及其一级邻居。黄色，候选接头基因未通过所有测试标准;红色，从功能筛选中击中基因。

（B）基于图像的siRNA筛查结果摘要，旨在评估接头节点在自噬途径中的作用。使用了三种独立的测定：将胞质RFP-EGFP融合蛋白递送到溶酶体（lysoRG）作为自噬的量度，定量内源性Lys63 / K63连接的泛素（UB-K63）水平以及在噬菌条件下定量过氧化物酶体质量（使用CAT/过氧化氢酶作为内源性标志物）（CT，作为噬菌的量度）。效果强度使用 si-negCTRL 归一化值显示。紫色，基因敲低降低自噬效应;绿色，击倒增加效果。在测试的 17 个候选基因中，5 个通过了 2 个测试中的 3 个，具有相同方向的效果（橙色），4 个通过了同一方向的所有 3 个测试（红色）。选择CDC42（用星号标记）进行进一步分析，基于效应强度，其在cSAN中的程度以及其直接邻居（NB）中的主要基因数量。

（C）Rho GTPase，CDC42的敲低如何影响3个基于图像的读数的示例（比例尺：10μm）。

图5. CDC42对自噬途径的影响。

图五

（A）敲低CDC42（或ATG5作为阳性对照）损害ptfLC3转染的Huh7细胞中仅红色结构的形成（EBSS中饥饿4小时）。这些结构与溶酶体标记物LAMP1（蓝色）的共定位仅出现在转染了阴性对照siRNA（si-neg）的细胞中。溶酶体抑制剂巴非霉素A治疗1（Baf，20 nM）作为阳性对照。比例尺：5 μm。

（B）通过蛋白质印迹分析ATG5和CDC42的敲低。ACTB/β-肌动蛋白作为负荷对照。

图6. CDC42在自噬相关途径上的功能作用。

图六

（A）互补AXAN（cAXAN）内CDC42的一级邻居子网。CDC42（红色菱形）、主要基因（蓝色，信号;黑色、受体）和以前的单例基因 DOCK8（白色）用大符号显示，其他 AXAN 基因用小符号显示，

（B）敲低ATG7（对照）和CDC42对自噬激活剂雷帕霉素（Rapa）诱导的信号通路的影响。ACTB/β-肌动蛋白作为负荷对照。

（C）敲低CDC42对Huh3细胞中雷帕霉素（Rapa）诱导的LC7丰度和脂化的影响。

结论

总之，我们的方法从迄今为止前所未有的系统角度描述了自噬途径，并说明了网络生物学在简化研究工作方面的适用性。它还持有一个前提并支持这样一种观点，即计算方法，特别是那些实现网络和系统生物学的方法，将成为未来解释多平台和多中心大规模功能研究不可或缺的资产。

好了，今天的文献就先读到这里， 我们下期再见！