研究报告 | 基于邻近标记技术解析PIK3CA驱动突变分子网络图谱

磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)是细胞信号转导通路中的关键酶，在调节细胞生长、存活和代谢等基本生物学过程中起着至关重要的作用。PIK3CA编码的I类PI3K p110α蛋白是PI3K家族的一个重要成员，该基因可频繁发生特异性突变和结构改变，进而驱动机体发生致癌转变。但由于PI3K分子网络的复杂性，其精确的功能机制仍未被完全阐明。因此，揭示致癌性PI3K通路中的邻近蛋白图谱，解析突变体所处的微环境，将有望深化对肿瘤发生机制的理解，并为其治疗应用提供广阔前景。

2026年9月28日，广西省南宁学院李蓉课题组在《遗传》杂志上发表了题为“基于邻近标记技术解析PIK3CA驱动突变分子网络图谱”的研究论文。该文章构建了野生型与突变型PIK3CA基因过表达细胞模型，并利用邻近标记技术系统比较和鉴定了两者邻近蛋白组的差异，以揭示突变体特异性调控的潜在互作因子。结果发现，与携带野生型PIK3CA的癌细胞不同，携带突变型PIK3CA的癌细胞会建立一个由不同蛋白质构成的独特分子网络。

研究人员采用邻近标记技术，通过将BioID2与目标蛋白融合的质粒并转染至HEK293FT细胞，随后生物素的加入实现了对PI3K邻近蛋白高效且选择性的生物素化(如图1所示)。研究发现融合蛋白表达高效，生物素标记效果显著，且链霉亲和素磁珠能够有效富集标记蛋白，生物素化蛋白在细胞质中与目的蛋白存在胞内共定位现象。

图1 基于BioID2的邻近标记技术路线示意图

显示实验流程包括：融合蛋白的构建、质粒转染、蛋白表达及生物素化验证，随后采用链霉亲和素磁珠富集目标蛋白，最后通过质谱（MS）分析鉴定富集蛋白。

为进一步揭示野生型与致癌突变型PI3K的富集互作蛋白谱的差异性，研究人员对LC-MS结果分析显示，与野生型相比，PIK3CA[E545K]约有23%的定位邻近蛋白是特有的，PIK3CA[H1047R]有11%的特有蛋白，进一步反映了两种突变体之间相互作用蛋白质组的差异。PIK3CA[E545K]突变体特异性地与TUBA3C、B4DQK4、Q8N9M2、AHSA1、ELAVL1、C1QBP和DDX41蛋白相互作用，而PIK3CA[H1047R]突变体则特异性地与邻近蛋白MDH2、RBBP6、RPL10、RPS5、SSBP1和NOLC1有所关联。质谱定量蛋白质组学分析结果显示在H1047R和E545K突变体中，CDK2通路中的SLBP和DKC1蛋白表达水平均有所降低，而HSP90通路中的EEF2、CCT6A和PPIA水平升高，PI3K通路中的IGF2BP1水平升高(如图2所示)。

图2 基于邻近标记技术鉴定的PIK3CA野生型及突变型相互作用蛋白网络与PIK3CA野生型及其突变体相关的信号通路所涉及的蛋白。其中，PIK3CA野生型的蛋白数据库以灰色背景显示，灰度深浅代表频谱计数（范围0～4.5）。PIK3CA[E545]突变型相关蛋白以红色背景显示，PIK3CA[H1047]突变型相关蛋白以蓝色背景显示。

南宁学院李蓉副教授为论文通讯作者，广西医科大学第一附属医院廖万清院士工作站博士余融融为文章第一作者。该研究得到了南宁学院校级自然科学基金项目支持(编号：2026XJ15)。

文章录用版链接：余融融，李蓉. 基于邻近标记技术解析PIK3CA驱动突变分子网络图谱.遗传, 2026. DOI:10.16288/j.yczz.26-157

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