楊迎春，馬海波，劉晶晶

（1.北京豐臺醫(yī)院麻醉科，北京 100071；2.長江大學第一臨床醫(yī)學院麻醉科，湖北 荊州 434023；3.武警北京市總隊醫(yī)院麻醉科，北京 100027）

0 引言

原發(fā)性肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)，是消化道常見的腫瘤，它無論是死亡率還是發(fā)病率都非常高，嚴重影響病人的生存。據(jù)統(tǒng)計，HCC是位居全球發(fā)病率前5位的惡性腫瘤之一[1]。HCC細胞有一些生物行為，比如：高增殖和高侵襲，這些生物行為特點決定了HCC發(fā)病非常隱匿、發(fā)展迅速、預后差。據(jù)統(tǒng)計，原發(fā)性肝細胞癌的死亡率居全球第3位[2]。目前來說，缺乏早期有效的預測生物標記物以及治療手段是原發(fā)性HCC預后較差的主要原因。迄今為止，臨床上只有甲胎蛋白和凝血酶原前體蛋白是HCC臨床篩選、診斷和監(jiān)測中最常用的兩種生物標志物[3-8]。雖然，甲胎蛋白和凝血酶原前體蛋白的聯(lián)合使用顯著提高了HCC的敏感性檢測[9-12]。但是這兩種方法仍然不能滿足于臨床上對HCC的診斷和治療，因此，我們有必要尋找新的基因用于HCC的篩選、診斷和監(jiān)測。SFN是硫代葡萄糖苷的代謝產(chǎn)物，通常在于十字花科蔬菜中可以發(fā)現(xiàn)，SFN是在蔬菜中所發(fā)現(xiàn)的抗癌效果最好的活性物之一[13]。但是，目前關于SFN對于HCC的相關作用、抑瘤活性的研究報道幾乎沒有。能夠查閱到的相關報道僅僅是近年來發(fā)現(xiàn)SFN有多種生物活性作用，例如保護心肌[14-15]、抑制腫瘤發(fā)生（肺癌、前列腺癌、乳腺癌）等[16-17]。早期研究中發(fā)現(xiàn)，食用十字花科植物可以降低乳腺癌的發(fā)生率，并且發(fā)現(xiàn)SFN是主要的抗腫瘤因子[18]。目前國外研究證實SFN可能通過誘導凋亡等途徑抑制多種腫瘤細胞的生長[19-20]，并對多種腫瘤細胞增殖有明顯的抑制作用[21]。但目前其對HCC的作用及其作用機制尚未報道。因此，為了發(fā)現(xiàn)對HCC診斷和治療有作用的生物標記物，本研究通過對生物信息數(shù)據(jù)庫中的HCC組織數(shù)據(jù)進行挖掘并發(fā)現(xiàn)SFN在HCC組織中的表達情況，再結合生物信息數(shù)據(jù)分析SFN和HCC患者臨床病理指標的關系，進一步探討調控HCC發(fā)生發(fā)展的潛在機制，為探尋新的HCC生物標記物和新的治療靶點提供前期基礎。

1 材料和方法

1.1 材料

從生物信息數(shù)據(jù)庫中，主要是從TCGA數(shù)據(jù)庫（the cancer genome atlas,TCGA）(http://ualcan.path.uab.edu/analysis.html)中搜集HCC研究數(shù)據(jù)，并篩選出在HCC組織中高表達、對HCC預后有影響的蛋白(SFN)。

1.2 方法

1.2.1 UALCAN分析

UALCAN數(shù)據(jù)庫(http://ualcan.path.uab.edu/analysis.html)是一個分析腫瘤和非腫瘤組織間基因表達的網(wǎng)絡工具[22-23]，提供交互式數(shù)據(jù)分析。在本研究中，筆者利用此在線工具來分析SFN在HCC組織和正常組織中的表達水平。

1.2.2 GEPIA數(shù)據(jù)庫生存分析

GEPIA(http://gepia.pku.cn/)是一個用于分析癌癥轉錄組和患者生存率的交互式web資源和數(shù)據(jù)庫[24]。本研究中，利用GEPIA數(shù)據(jù)庫分析SFN的高低表達對HCC患者的總體生存期和無病生存期的影響。

1.2.3 蛋白質互作網(wǎng)絡分析

為分析SFN的相關基因與其他基因之間相互作用的情況，本文采用STRING(http://string-db.org/)蛋白質互作數(shù)據(jù)庫中的蛋白質互作信息進行分析,并繪制了蛋白質互作用網(wǎng)絡圖。

1.2.4 KEGG

功能富集和GO功能注釋 為了分析SFN相關基因涉及哪些生物學通路,從而能進一步分析SFN在HCC中可能通過哪些通路起作用。本文針對SFN相關基因進行KEGG功能富集和GO功能注釋。

2 結果

2.1 SFN在HCC組織中表達的差異性

UALCAN數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)：HCC樣本組SFN的表達明顯高于正常肝臟組織(P＜0.05)。SFN高表達、低表達與HCC患者的腫瘤分級顯著相關。

2.2 生存分析

如圖1、2所示，在HCC組織中SFN低表達組的無病生存期、總生存期明顯優(yōu)于SFN高表達組(P＜0.001)。生存曲線分析顯示，SFN可用于預測HCC患者的預后。

圖1 SFN高、低表達與肝癌患者無病生存期的相關性（在線數(shù)據(jù)庫生成）

圖2 SFN高、低表達與肝癌患者總生存期的相關性

2.3 PPI分析

為分析SFN的相關基因，本文采用STEING蛋白質互作數(shù)據(jù)庫中的蛋白質互作信息進行分析,PPI網(wǎng)絡顯示SFN與FOXO1、CDC25C、YWHAQ、CDC25B、YWHAZ、YWHAB、TP53、YWHAG這9個蛋白相互作用。如 (圖3)。

圖3 SFN相關基因的PPI圖

2.4 SFN的GO分析與KEGG通路分析

為了預測SFN參與HCC的過程的生物學功能和信號通路，我們進一步進行了GO分析和KEGG通路分析（表1）。在線數(shù)據(jù)庫PW信號通路結果表明這些蛋白與“細胞周期通路”、“凋亡”在生物學上密切相關（在線數(shù)據(jù)庫生成）。

表1 SFN的GO分析和KEGG通路分析結果(根據(jù)P值取最小2個)

3 討論

大量的臨床資料表明，降低HCC死亡率的最佳方法是準確診斷和成功治療[25]。因此識別與HCC發(fā)生發(fā)展相關的關鍵基因對于HCC的診斷和治療至關重要。在本研究中數(shù)據(jù)顯示，HCC組織中SFN的表達高于正常組織。SFN表達與HCC患者分級顯著相關。在HCC組織中SFN低表達組的總體生存期和無病生存期明顯高于SFN高表達組(P＜0.001)。因此可以推斷SFN的高表達直接影響HCC患者的生存率，這一發(fā)現(xiàn)提示SFN可能在HCC患者的預后中發(fā)揮重要作用。PPI分析結果提示，SFN與FOXO1、CDC25C、YWHAQ、CDC25B、YWHAZ、YWHAB、TP53、YWHAG這9個蛋白相互作用。分析中，通過對與SFN相關的基因進行GO分析提示這些基因與細胞周期、細胞凋亡等生物學途徑密切相關。根據(jù)查閱文獻發(fā)現(xiàn)SFN參與的凋亡途徑主要包括下面幾種：首先，細胞凋亡可能與線粒體途徑有關，兔抗人血克隆抗體可以與白血病基因2 結合，從而形成異二聚體，這樣就大大降低了 白血病基因2 蛋白對線粒體膜電位的調節(jié)作用，研究顯示白血病基因2 可抑制細胞凋亡，然而兔抗人血克隆抗體卻促進細胞凋亡。當細胞收到凋亡信號時，兔抗人當克隆抗體可促使線粒體膜發(fā)生變化并激活下游的半胱天冬酶3聯(lián)級反應進而引起細胞凋亡。而且有研究發(fā)現(xiàn)，miR-34a高表達后，提示細胞凋亡能力明顯降低,而SFN處理后細胞凋亡能力明顯升高。這些結果進一步證實了 SFN可能通過上調miR-34a的表達進而促進細胞的凋亡。有作者[26]認為，SFN能明顯抑制磷酸肌醇3激酶和蛋白激酶磷酸化，抑制磷酸肌醇3激酶/蛋白激酶（PI3K/Akt）信號通路的表達。通過對PI3K/Akt信號通路的活化，可促進血管內皮細胞和血管生成因子的分泌，增加腫瘤血管的形成。另外，在子宮內膜癌模型中，當異位內膜的PI3K/Akt信號通路激活以后，血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達增高，這樣會促進異位內膜的浸潤和種植，子宮內膜癌的發(fā)生和發(fā)展會加速。

綜上所述，本研究新穎地發(fā)現(xiàn)，與正常組織相比，HCC患者SFN表達升高，且與患者生存時間呈負相關。本研究的結果可能推動SFN進展的機制，并提供HCC的高預后價值。然而，我們使用的數(shù)據(jù)主要來自TCGA數(shù)據(jù)庫，而TCGA數(shù)據(jù)庫并不是來自我們自己的樣本，這就造成了我們研究的局限性。進一步的研究需要深入揭示SFN在HCC腫瘤發(fā)生和治療中的分子機制和意義。這需要我們進行基礎實驗來驗證。