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肝細(xì)胞癌中ATP1B3基因表達(dá)及功能的生物信息學(xué)分析

2022-01-27 08:18呂學(xué)寧葉必成王昌成
安徽醫(yī)藥 2022年2期
關(guān)鍵詞:亞基肝細(xì)胞通路

呂學(xué)寧,葉必成,王昌成

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是目前全球癌癥死亡的第2大主要原因[1],具有較高的病死率[2],大多數(shù)肝癌病人診斷時(shí)間較晚,總體治療效果相對(duì)較差[3-4],其5年生存率約為18%[5]。 肝細(xì)胞癌遺傳異質(zhì)性較強(qiáng),疾病的發(fā)生發(fā)展中涉及眾多基因的改變及相互作用,因此極易復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移。雖然針對(duì)癌基因突變的不同靶點(diǎn),進(jìn)行靶向干預(yù)治療,為肝細(xì)胞癌治療開辟了新的思路,但目前對(duì)肝細(xì)胞癌的確切分子機(jī)制仍尚不清楚[6],有必要繼續(xù)積極探索HCC分子機(jī)制以及起關(guān)鍵作用的致癌基因?yàn)楦渭?xì)胞癌的診治提供參考。

ATP1B3(ATPase Na+/K+Transporting Subunit Beta 3)是Na+/K+-ATP酶編碼的β3亞基,是ATP酶的一個(gè)分子調(diào)節(jié)亞基,定位于Chr 3號(hào)染色體q22-23區(qū)域[7],Na+/K+-ATP酶廣泛分布在原核和真核細(xì)胞中,參與多種細(xì)胞活動(dòng):維持跨膜細(xì)胞離子平衡、在細(xì)胞質(zhì)中建立高K+低Na+調(diào)節(jié)跨膜電位、維持細(xì)胞環(huán)境穩(wěn)定等。Na+/K+-ATP酶不僅參與正常的細(xì)胞活動(dòng),而且在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮重要作用,是腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)[8]。相關(guān)研究表明,ATP1B3可上調(diào)淋巴細(xì)胞活性,促進(jìn) IFN-t、IL-2、IL-4和 IL-10的產(chǎn)生[9-10],以及作用于細(xì)胞周期抑制癌細(xì)胞的凋亡[11]等來促進(jìn)腫瘤的發(fā)展,本研究自2020年5―8月通過不同數(shù)據(jù)庫(kù)探討ATP1B3基因在肝細(xì)胞癌發(fā)生發(fā)展過程中的潛在價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 ATP1B3在不同人類腫瘤中的表達(dá)水平通過 Oncomine(https://www.oncomine.org/)及 TIMER(https://cistrome.shinyapps.io/timer/)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行ATP1B3 mRNA表達(dá)水平的分析,探索ATP1B3在不同腫瘤中的表達(dá)差異性(以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義)。

1.2 ATP1B3在肝細(xì)胞癌的表達(dá)情況利用Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)及HCCDB數(shù)據(jù)庫(kù)(http://lifeome.net/database/hccdb/home.html),通過多個(gè)肝癌數(shù)據(jù)集檢測(cè)ATP1B3 mRNA在肝細(xì)胞癌組織中的表達(dá)水平。采用R軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,組間ATP1B3的表達(dá)數(shù)據(jù),采用成組t檢驗(yàn),臨界值設(shè)定條件(P<0.05)。

1.3 臨床病理特征分析在TCGA(https://portal.gdc.cancer.gov/)數(shù)據(jù)庫(kù)下載LIHC的FPKM數(shù)據(jù),使用R軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及數(shù)據(jù)可視化,分析ATP1B3 mRNA表達(dá)量與各個(gè)臨床病理特征之間的關(guān)系,包括:腫瘤分級(jí)、分期、性別、年齡、BMI、家族史、血管浸潤(rùn)及癌組織周圍炎癥等。各個(gè)基因表達(dá)量為log2(FPKM+1),并排除了臨床信息不完整的樣本。組間比較分別采用成組t檢驗(yàn),多組間(≥3)采用方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.4 生存分析通過Kaplan-Meier plotter(KMPLOT)(http://kmplot.com/analysis/)在線工具對(duì)ATP1B3在肝細(xì)胞癌中的預(yù)后進(jìn)行生存分析評(píng)估,包括:總生存期(overall survival,OS)、無復(fù)發(fā)生存期(recurrence free survival,RFS)、無進(jìn)展生存期(progression free survival,PFS)和疾病特異性生存期(disease free survival,DSS)。并對(duì)肝細(xì)胞癌病人進(jìn)行了亞組生存分析,包括:性別、分期、分級(jí)、人種、有無飲酒史及有無肝炎病毒感染。此外,排除臨床信息不完整的樣本,利用R軟件構(gòu)建多因素Cox回歸模型評(píng)估影響肝細(xì)胞癌病人總體生存期的危險(xiǎn)因素。生存分析采用Kaplan-Meier法及l(fā)og-rank檢驗(yàn),計(jì)算95%置信區(qū)間(95%CI)和風(fēng)險(xiǎn)比(HR),P<0.05視為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.5 GSEA富集分析使用基因富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)探討ATP1B3可能通過哪些生物過程參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。利用R軟件通過Spearman檢驗(yàn)將肝細(xì)胞癌的FPKM數(shù)據(jù)分成ATP1B3的正相關(guān)組(cor>0)和負(fù)相關(guān)組(cor<0),按照相關(guān)系數(shù)大小進(jìn)行基因排序,并通過使用R軟件的clusterProfiler包對(duì)兩組進(jìn)行富集分析,其中錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率(FDR)<0.05視為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.6 免疫浸潤(rùn)相關(guān)性分析通過TIMER數(shù)據(jù)庫(kù),評(píng)估ATP1B3表達(dá)與免疫浸潤(rùn)水平的相關(guān)性,包括腫瘤純度、B細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞浸潤(rùn)水平(cor<0為負(fù)相關(guān),cor>0為正相關(guān),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義)。此外,通過GEPIA數(shù)據(jù)庫(kù)分析了正常肝組織及肝細(xì)胞癌中的不同免疫細(xì)胞的免疫標(biāo)記集與ATP1B3的相關(guān)性(cor<0為負(fù)相關(guān),cor>0為正相關(guān),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義)。

1.7 ATP1B3靶向藥物富集分析利用GeneMANIA(https://genemania.org/)建立以ATP1B3為核心的基因網(wǎng)絡(luò),并且通過使用WebGestalt(http://www.webgestalt.org/)對(duì)以ATP1B3為核心的基因網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了靶向藥物的富集分析,預(yù)測(cè)通過該基因網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)通路作用于ATP1B3的靶向藥物。

1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用R軟件對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。差異分析中對(duì)于兩組ATP1B3 mRNA的表達(dá)數(shù)據(jù),采用成組t檢驗(yàn),對(duì)于兩組以上的數(shù)據(jù),采用方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。生存分析采用Kaplan-Meier法及l(fā)og-rank檢驗(yàn),包括多因素Cox回歸模型評(píng)估影響肝細(xì)胞癌病人總體生存期的危險(xiǎn)因素,計(jì)算95%置信區(qū)間(95%CI)和風(fēng)險(xiǎn)比(HR),其中P<0.05視為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。富集分析,以錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率(FDR)<0.05視為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。免疫浸潤(rùn)相關(guān)性分析,以cor<0為負(fù)相關(guān),cor>0為正相關(guān),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 ATP1B3在不同人類腫瘤中的表達(dá)差異性為了確定ATP1B3在不同腫瘤和正常組織中的表達(dá)差異,我們使用Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)分析了不同腫瘤組織和正常組織中ATP1B3 mRNA的表達(dá)水平。該分析顯示,與正常組織相比,ATP1B3在大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤(brain and CNS cancer)、食管癌(esophageal cancer)、胃癌(gastric cancer)、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(head and neck cancer)、腎癌(kidney cancer)、白血病(leukemia)、肝癌(liver cancer)、淋巴瘤(lymphoma)及肉瘤(sarcoma)等腫瘤中的表達(dá)升高;此外,還有部分?jǐn)?shù)據(jù)顯示ATP1B3在結(jié)直腸癌(colorectal cancer)、肺癌(lung cancer)和前列腺癌(prostate cancer)中表達(dá)降低。

為了進(jìn)一步評(píng)估ATP1B3在不同腫瘤中的表達(dá)情況,我們利用TIMER數(shù)據(jù)庫(kù)中多個(gè)惡性腫瘤的數(shù)據(jù)檢測(cè)ATP1B3的表達(dá)。分析顯示:在乳腺癌(breast cancer,BRCA)、膽管癌(cholangiocarcinoma,CHOL)、食管癌(esophageal carcinoma,ESCA)、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSC)、肝細(xì)胞癌(liver heaptocellular carcinoma,LIHC)、肺鱗癌(lung squamous cell carcinoma,LUSC)、胃癌(stomach adenocarcinoma,STAD)、甲狀腺癌(thyroid carcinoma,THCA)和子宮內(nèi)膜癌(uterine corpus endometrial carcinoma,UCEC)中,ATP1B3 mRNA表達(dá)量顯著高于正常組織;在結(jié)腸癌(colon adenocarcinoma,COAD)、腎嫌色細(xì)胞癌(kidney chromophobe,KICH)、腎透明細(xì)胞癌(kidney renal clear cell carcinoma,KIRC)、腎乳頭狀細(xì)胞癌(kidney renal papillary cell carcinoma,KIRP)、肺腺癌(lung adenocarcinoma,LUAD)、前列腺癌(prostate adenocarcinoma,PRAD)及直腸腺癌(rectum adenocarcinoma,READ)中ATP1B3 mRNA表達(dá)量顯著低于正常組織。這些結(jié)果表明ATP1B3在許多腫瘤中均具有顯著差異性表達(dá),可能是部分腫瘤的潛在癌基因,在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要的價(jià)值。

2.2 ATP1B3 mRNA在肝細(xì)胞癌中的表達(dá)在HCCDB數(shù)據(jù)庫(kù)中分析了9個(gè)肝細(xì)胞癌的基因集:BCCDB4(P<0.001)、BCCDB6(P<0.001)、HCCDB12(P<0.001)、HCCDB13(P<0.001)、HCCDB15(P<0.001)、HCCDB16(P<0.001)、HCCDB17(P<0.001)、HCCDB18(P<0.001),研究發(fā)現(xiàn)與鄰近的正常組織相比,HCC中ATP1B3 mRNA表達(dá)升高。Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)中的三個(gè)基因集的ATP1B3 mRNA表達(dá)也得出相似的結(jié)果:Mas Liver(P<0.001)、Chen Liver(P<0.001)、Rossler Liver(P<0.001)。此外,肝硬化中ATP1B3 mRNA水平顯著高于正常組織(P<0.001)。因此,這些結(jié)果表明ATP1B3可能是肝細(xì)胞癌中潛在的生物學(xué)標(biāo)志物,甚至可能是肝硬化發(fā)展為肝細(xì)胞癌的始動(dòng)因素。

2.3 ATP1B3的表達(dá)在不同臨床病理特征中的差異分析在TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)下載肝細(xì)胞癌的FPKM數(shù)據(jù),分析ATP1B3的表達(dá)與各個(gè)臨床病理特征之間的關(guān)系,研究發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞癌的分化程度越低,ATP1B3的表達(dá)越高,組間兩兩比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=6.513,P<0.001);且肝細(xì)胞癌分期越高,ATP1B3的表達(dá)越高,組間兩兩比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=4.341,P=0.015),這一結(jié)果提示ATP1B3可能通過某種途徑來影響肝細(xì)胞癌的進(jìn)展。此外,ATP1B3在不同性別(t=?1.406,P=0.162)、不同年齡(F=1.315,P=0.272)、有無家族史(t=?0.076,P=0.939)、BMI(F=0.985,P=0.376)、有無血管浸潤(rùn)(t=1.429,P=0.155)、及癌組織周圍有無炎癥(t=0.996,P=0.321)中的表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。綜上,這些結(jié)果證明ATP1B3可能是肝細(xì)胞癌診斷的標(biāo)志物。

2.4 ATP1B3高表達(dá)對(duì)肝細(xì)胞癌病人預(yù)后的影響為了進(jìn)一步評(píng)估ATP1B3基因在肝細(xì)胞癌中的預(yù)后價(jià)值,我們使用了KMPLOT這一在線工具對(duì)TCGA數(shù)據(jù)的370例肝細(xì)胞病人進(jìn)行生存分析。這些結(jié)果表明,在ATP1B3高表達(dá)組中,肝細(xì)胞癌病人的OS(總生存期)[HR=1.89(1.15~3.11),P=0.011]和DSS(疾病特異性生存期)[HR=1.97(1.11~3.48),P=0.018]相對(duì)于ATP1B3低表達(dá)組顯著減少;PFS(無進(jìn)展生存期)[HR=1.49(0.91~2.43),P=0.110]和RFS(無復(fù)發(fā)存期)[HR=1.54(0.92~2.58),P=0.100]差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此外,我們對(duì)371例肝細(xì)胞癌病人進(jìn)行了亞組生存分析,分析發(fā)現(xiàn)(表1):所有女性病人中的ATP1B3高表達(dá)組具有較差的OS和PFS;所有男性病人中的ATP1B3高表達(dá)組具有較差的OS;1期肝細(xì)胞癌病人中ATP1B3高表達(dá)組具有較差的 OS和 PFS,1+2期、3期、3+4期病人中ATP1B3高表達(dá)組具有較差的OS;2級(jí)肝細(xì)胞癌病人中ATP1B3高表達(dá)組具有較差的OS和PFS,3級(jí)肝細(xì)胞癌病人中ATP1B3高表達(dá)組具有較差的OS;白種人群的肝細(xì)胞癌病人中ATP1B3高表達(dá)組具有較差的PFS,亞洲人群的肝細(xì)胞癌病人中ATP1B3高表達(dá)組具有較差的OS和PFS;無飲酒史的肝細(xì)胞癌病人中ATP1B3高表達(dá)組具有較差的OS;感染及未感染肝炎病毒的肝細(xì)胞癌病人中ATP1B3高表達(dá)組均具有較差的OS。因此ATP1B3高表達(dá)的肝細(xì)胞癌病人具有相對(duì)較差的預(yù)后。而多因素COX回歸分析提示ATP1B3高表達(dá)是影響肝細(xì)胞癌病人總體生存預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P=0.005)。這些結(jié)果都顯著表明ATP1B3是肝細(xì)胞癌病人的潛在預(yù)后指標(biāo)。

表1 在不同臨床特征的肝細(xì)胞癌中ATP1B3高表達(dá)的預(yù)后分析

2.5 ATP1B3表達(dá)的生物學(xué)功能分析為了進(jìn)一步探索ATP1B3在肝細(xì)胞癌的潛在生物學(xué)功能,我們對(duì)ATP1B3基因正負(fù)相關(guān)的兩組進(jìn)行富集分析。正相關(guān)組主要富集核糖體、剪接體、趨化因子信號(hào)通路、RNA轉(zhuǎn)運(yùn)、Rap1信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路及Ras信號(hào)通路等,這一結(jié)果表明ATP1B3的高表達(dá)可能激活這些通路,從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。此外,負(fù)相關(guān)組富集于酮體的合成與降解等的代謝,這一結(jié)果表明ATP1B3的高表達(dá)可能抑制這一通路。

2.6 肝細(xì)胞癌中ATP1B3的表達(dá)與免疫浸潤(rùn)水平相關(guān)性分析通過TIMER數(shù)據(jù)庫(kù),我們?cè)u(píng)估了ATP1B3表達(dá)與免疫浸潤(rùn)水平的相關(guān)性,研究發(fā)現(xiàn):ATP1B3表達(dá)與肝細(xì)胞癌的腫瘤純度呈負(fù)相關(guān)(cor=?0.29,P<0.001);與 B 細(xì)胞(cor=0.34,P<0.001)、CD8+T細(xì)胞(cor=0.30,P<0.001)、CD4+T細(xì)胞(cor=0.32,P<0.001)、巨噬細(xì)胞(cor=0.49,P<0.001)、中性粒細(xì)胞(cor=0.44,P<0.001)及樹突狀細(xì)胞(cor=0.44,P<0.001)浸潤(rùn)水平呈正相關(guān)。

為了進(jìn)一步研究不同免疫浸潤(rùn)細(xì)胞與ATP1B3的關(guān)系,本文還研究了GEPIA數(shù)據(jù)庫(kù)中正常肝組織和肝細(xì)胞癌中的不同免疫細(xì)胞的免疫標(biāo)記集與ATP1B3的關(guān)系,結(jié)果顯示,與正常肝組織相比,在肝細(xì)胞癌中,ATP1B3表達(dá)水平與部分免疫細(xì)胞的免疫標(biāo)記集顯著相關(guān)(cor>0,P<0.05),這些結(jié)果提示ATP1B3表達(dá)可能與腫瘤的部分免疫細(xì)胞浸潤(rùn)有關(guān),通過免疫浸潤(rùn)進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展。

2.7 ATP1B3的基因網(wǎng)絡(luò)分析通過GeneMAINA在線數(shù)據(jù)庫(kù)以ATP1B3為核心的基因網(wǎng)絡(luò),通過WebGestalt數(shù)據(jù)庫(kù)分析這一基因網(wǎng)絡(luò),我們發(fā)現(xiàn)強(qiáng)心苷類藥物可能通過該網(wǎng)絡(luò)的潛在通路作用于ATP1B3,是抗肝細(xì)胞癌ATP1B3的基因靶向藥物。

3 討論

肝細(xì)胞癌是我國(guó)常見的惡性腫瘤之一,隨診醫(yī)療技術(shù)水平的不斷發(fā)展,腫瘤分子生物學(xué)研究的不斷深入,肝細(xì)胞癌的靶向治療正在快速發(fā)展,已發(fā)現(xiàn)的常見突變基因包括 TERT、MLL4、CCNE1[12]、TP53和CTNNB1等[13-14]。盡管有許多潛在的治療靶點(diǎn),但肝細(xì)胞癌病人發(fā)病率和病死率仍在升高[15],總體生存率仍然不理想,因此繼續(xù)探究肝細(xì)胞癌的潛在分子機(jī)制及癌變基因?yàn)楦渭?xì)胞癌的診治提供新思路至關(guān)重要。本研究通過生物信息學(xué)公開數(shù)據(jù)分析,首次探討了ATP1B3在肝細(xì)胞癌中的作用,進(jìn)一步了解了ATP1B3在肝細(xì)胞癌中的潛在價(jià)值。

Na+/K+-ATP酶是一種跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,主要調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外Na+、K+的平衡,維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和存活起到至關(guān)重要的作用[16],Na+/K+-ATP酶不僅參與正常的細(xì)胞活動(dòng),而且在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用,目前已有研究將其作為治療乳腺癌的靶點(diǎn)[17]。而Na+/K+-ATP酶由3個(gè)亞基組成:α、β和FXYD家族的成員[18],α亞基是催化亞基,而β亞基和FXYD是調(diào)節(jié)亞基,每個(gè)亞基的已知亞型包括:α1-α4,β1-β3,以及 FXYD1-FXYD7[19],其中β亞基的三個(gè)亞型β1、β2和β3,參與全酶的結(jié)構(gòu)和功能成熟[20-22]。相關(guān)研究指出Na+/K+-ATP 酶亞基在胃癌[23]、膀胱癌[24]和乳腺癌[25]中表達(dá)均升高。Mijatovic研究指出Na+/K+-ATP酶α1亞基的下調(diào)降低了非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)細(xì)胞的遷移和增殖[26]。Li等[11]相關(guān)研究結(jié)果指出,ATP1B3在胃癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲中發(fā)揮重要作用,ATP1B3高表達(dá)在胃組織中具有致癌作用。但是劉戰(zhàn)培研究表明增加ATP1B3在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)能夠顯著抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),甚至使其變性死亡[27]。此外,ATP1B3還在免疫應(yīng)答中具有調(diào)節(jié)作用[10],研究表明Na+/K+-ATP酶的α或β亞基參與 HIV-1[28]、腸病毒 71[29]、冠狀病毒[30]、IAV/IBV[31]和 HCMV 感染[32]。Baisong Zheng等[33]研究指出過表達(dá)ATP1B3降低了乙型病毒性肝炎中HBsAg和HBeAg的數(shù)量,因此ATP1B3在抗病毒免疫應(yīng)答中也起到重要作用。

本研究利用不同數(shù)據(jù)庫(kù)分析了ATP1B3在肝細(xì)胞癌中的表達(dá),研究得出ATP1B3在肝細(xì)胞癌中具有顯著的表達(dá)差異性,且可能參與腫瘤的浸潤(rùn)發(fā)展,而與性別、年齡、家族史、BMI、血管浸潤(rùn)及癌組織周圍炎癥均無明顯關(guān)系,因此表明ATP1B3可以作為肝細(xì)胞癌診斷的潛在標(biāo)志物。并且ATP1B3的過表達(dá)導(dǎo)致肝細(xì)胞癌病人預(yù)后較差,是預(yù)測(cè)肝細(xì)胞癌病人總生存期的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,這一結(jié)果表明ATP1B3是肝細(xì)胞癌病人的潛在預(yù)后指標(biāo)。

此外,本研究通過富集分析富集出ATP1B3基因高表達(dá)的樣本存在于核糖體、剪接體、趨化因子信號(hào)通路、RNA轉(zhuǎn)運(yùn)、Rap1信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路、Ras信號(hào)通路及PI3K/AKT通路等生物過程從而促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展。大量研究表明Rap1在多種癌癥中激活,包括白血病和實(shí)體瘤,如:前列腺癌、黑色素瘤、結(jié)腸癌、胰腺癌及人類口腔癌等等[34]。Ras蛋白在許多腫瘤的發(fā)生和維持中發(fā)揮關(guān)鍵作用,Ras是肺癌、結(jié)腸癌、胰腺癌等癌癥疾病常見的致癌基因[34],在肝細(xì)胞癌中ATP1B3可能通過某些機(jī)制作用于Rap1、Ras信號(hào)通路,促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。異常的MAPK信號(hào)在人類癌癥的發(fā)展和進(jìn)展中起著關(guān)鍵的作用,也決定了對(duì)癌癥治療的反應(yīng),應(yīng)激激活的MAPKs(包括JNK和p38)與多種惡性腫瘤有關(guān),包括濾泡性淋巴瘤、肺、甲狀腺和乳腺癌、膠質(zhì)瘤和頭頸部鱗狀細(xì)胞癌等等[35]。并且MAPK信號(hào)通路還與腫瘤浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移相關(guān),劉紅兵[36]相關(guān)文獻(xiàn)指出MAPK通路在胃癌的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移過程中具有重要的作用,本文得出ATP1B3可能通過AMPK信號(hào)通路作用于肝細(xì)胞癌,并且浸潤(rùn)相關(guān)分析得出ATP1B3參與肝細(xì)胞癌的免疫浸潤(rùn),通常免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)豐度越高,提示免疫基因的異常表達(dá)越高,腫瘤免疫微環(huán)境越紊亂,進(jìn)而參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展及侵襲轉(zhuǎn)移的進(jìn)程。此外相關(guān)文獻(xiàn)還指出ATP1B3可上調(diào)淋巴細(xì)胞活性,促進(jìn) IFN-t、IL-2、IL-4和 IL-10的產(chǎn)生[9-10],因此,ATP1B3可能通過AMPK 信號(hào)通路、上調(diào)淋巴細(xì)胞活性及免疫浸潤(rùn)等過程共同促進(jìn)肝細(xì)胞癌的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移。

本研究還通過GeneMAINA在線數(shù)據(jù)庫(kù)以ATP1B3為核心的基因網(wǎng)絡(luò),通過WebGestalt數(shù)據(jù)庫(kù)分析這一基因網(wǎng)絡(luò),我們發(fā)現(xiàn)強(qiáng)心苷類藥物可能通過該網(wǎng)絡(luò)的潛在通路作用于ATP1B3,是抗肝細(xì)胞癌ATP1B3基因的靶向藥物。既往研究表明強(qiáng)心苷類藥物,包括地高辛、蛙巴因、阿諾布費(fèi)金和蟾毒靈等,是Na+/K+-ATP酶抑制劑,通過特異性地結(jié)合Na+/K+-ATP酶的α亞基,調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)不同信號(hào)通路,如激活NF-κB,激活Ras/Raf/MEK/ERK蛋白級(jí)聯(lián)反映,增加P53及減少Cyclin D表達(dá)等,最終對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生抑制作用[37-38]。還有研究表明強(qiáng)心苷在非小細(xì)胞肺癌[39]、肝癌[40]、胰腺癌[41]、乳腺癌[42]、白血病[43]、食管癌[44]等腫瘤中均被證實(shí)可以抑制細(xì)胞增殖、促進(jìn)細(xì)胞凋亡的作用。本研究結(jié)果表明強(qiáng)心苷類藥物可能通過抑制ATP1B3的表達(dá)來抑制肝細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展,但其分子機(jī)制尚不清楚,有待基礎(chǔ)及臨床試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

綜上所述,本研究運(yùn)用相關(guān)生物信息學(xué)方法揭示了ATP1B3可能是肝細(xì)胞癌潛在的致癌基因,其表達(dá)上調(diào)在肝細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展過程發(fā)揮重要作用,并可能成為判斷肝細(xì)胞癌病人預(yù)后的重要的生物學(xué)指標(biāo),為肝細(xì)胞癌的診斷及治療提供參考。

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