DXX49在乳腺癌中的表達(dá)及其臨床意義：基于生物信息學(xué)分析

邵明濤 李偉文 王興 李勇 陳春梅 董彥

【摘 要】目的：利用生物信息學(xué)方法分析DExD RNA解旋酶家族成員49 （DEAD-Box Helicase 49，DXX49）在乳腺癌中的表達(dá)情況及其臨床意義。方法：首先，挖掘TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中 DXX49基因在乳腺癌組織和正常乳腺組織中的表達(dá)情況；其次，利用HPA數(shù)據(jù)庫(kù)分析 DXX49蛋白在乳腺癌組織和正常乳腺組織中的表達(dá)情況；最后，用Kapan-Meier Plotter生存分析數(shù)據(jù)庫(kù)分析DXX49表達(dá)情況與疾病臨床預(yù)后的關(guān)系。結(jié)果：TCGA數(shù)據(jù)分析顯示 DXX49基因在乳腺癌組織中高表達(dá)，HPA數(shù)據(jù)庫(kù)免疫組化結(jié)果顯示相對(duì)于正常乳腺組織，DXX49蛋白在乳腺癌組織中高表達(dá)；Kapan-Meier Plotter數(shù)據(jù)庫(kù)分析顯示高表達(dá)DXX49的乳腺癌臨床預(yù)后不良。結(jié)論：DXX49在乳腺癌組織和細(xì)胞中均高表達(dá)，其可能是乳腺癌中潛在的促癌基因，有望成為乳腺癌治療的新靶標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】乳腺癌；腫瘤；DXX49；預(yù)后；生物信息分析

乳腺癌是一種起源于乳腺上皮組織的惡性腫瘤，是女性癌癥死亡的首要原因，女性疾病發(fā)病率最高的癌癥。雖然，近年來隨著科技的發(fā)展，乳腺癌的診療水平取得了較大的提高，但是，由于全球乳腺癌的發(fā)病率和病死率仍居高不下。據(jù)報(bào)道，2018年全球新發(fā)病例210萬例，其中死亡病例約626679例[1]。包括手術(shù)、化療、放療、靶向治療、內(nèi)分泌治療等的綜合治療方法仍然是提高乳腺癌患者生存率和降低病死率的主要手段。目前，藥物的靶向治療在乳腺癌治療領(lǐng)域中取得的療效使廣大學(xué)者對(duì)其充滿期望[2，3]。因此，尋找和研究可作為乳腺癌診治的特異性靶點(diǎn)基因或蛋白具有一定的臨床實(shí)用價(jià)值。

DExD RNA解旋酶家族成員49 （DEAD-Box Helicase 49， DXX49）是一種蛋白質(zhì)編碼基因。該基因?qū)儆诮庑傅某易?，幾乎涉及RNA代謝的所有方面.DExD RNA解旋酶包含一個(gè)保守的核心，該核心由9個(gè)保守的基序組成，包括特征性D-E-x-D主題。 這些基序賦予ATP水解和RNA解旋活性，將其確立為RNA解旋酶[4，5]。研究表明，DXX49參與了腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移。DXX49在多種惡性腫瘤組織中發(fā)生突變。這些突變可能會(huì)增強(qiáng)DDX49的穩(wěn)定性或?qū)е缕涔δ艿墨@得，進(jìn)而可能導(dǎo)致致癌性[6]。但DXX49在乳腺癌中的臨床相關(guān)研究較少見。因此，本研究通過生物信息學(xué)方法全面分析 DXX49在乳腺癌中的表達(dá)情況，并預(yù)測(cè)其在乳腺癌預(yù)后評(píng)估中的臨床價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 從TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)提取數(shù)據(jù)

TCGA（https：//www.cancer.gov/about-nci/organization/ccg/research/ structural-genomics/tcga）數(shù)據(jù)庫(kù)即腫瘤基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas）數(shù)據(jù)庫(kù)，是目前最大的癌癥基因信息數(shù)據(jù)庫(kù)，TCGA的不僅包括的癌癥類型眾，還包括眾多多組學(xué)數(shù)據(jù)，包括基因表達(dá)數(shù)據(jù)、miRNA表達(dá)數(shù)據(jù)、拷貝數(shù)變異、DNA甲基化、SNP等。此外，TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中還有豐富且規(guī)范的臨床數(shù)據(jù)，以及針對(duì)每種癌型的大量樣本。本研究主要檢索 DXX49在乳腺癌組織和正常乳腺組織樣本中的RNA表達(dá)差異數(shù)據(jù)，并分析DXX49與臨床預(yù)后的關(guān)系。

1.2 HPA數(shù)據(jù)庫(kù)分析蛋白表達(dá)水平

HPA 數(shù)據(jù)庫(kù)（The Human Protein Atlas，https：//www.proteinatlas.org）是2003年由瑞典科學(xué)家發(fā)起的項(xiàng)目，旨在利用不同的組學(xué)技術(shù)繪制細(xì)胞、組織和器官中所有的人類蛋白質(zhì)圖譜[7]。本研究利用該數(shù)據(jù)庫(kù)分析DXX49表達(dá)的免疫組織化學(xué)結(jié)果，比較DXX49在人正常乳腺組織和乳腺癌組織中的蛋白表達(dá)。

1.3 K-M plotter數(shù)據(jù)庫(kù)分析預(yù)后

K-M plotter數(shù)據(jù)庫(kù)（Kapan-Meier Plotter， https：//kmplot.com） 是腫瘤生存分析的在線數(shù)據(jù)庫(kù)，集合了GEO、TCGA等數(shù)據(jù)庫(kù)的生存數(shù)據(jù)，約54000個(gè)基因，21個(gè)癌癥類型，涉及了乳腺癌、卵巢癌、胃癌、肺癌等腫瘤。本研究利用該數(shù)據(jù)庫(kù)分析了DXX49對(duì)乳腺癌患者的生存預(yù)后影響[8]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 DXX49在不同腫瘤類型中的表達(dá)情況

在TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中有關(guān) DXX49基因在不同腫瘤類型中均有表達(dá)，并且在包括乳腺癌在內(nèi)的多種腫瘤中的差異表達(dá)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并且發(fā)現(xiàn)DXX49基因在乳腺癌中高表達(dá)，詳見圖1。

2.2 DXX49在乳腺癌組織和正常乳腺組織中的表達(dá)情況

TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，DXX49在乳腺癌組織中的表達(dá)量顯著高于正常乳腺組織（P<0.01）。兩組分析結(jié)果一致，結(jié)果表明DXX49基因在乳腺癌組織中表達(dá)上調(diào)，詳見圖2。

2.3 DXX49蛋白在乳腺癌和正常乳腺組織中的表達(dá)情況

利用The Human Protein Atlas數(shù)據(jù)庫(kù)分析DXX49蛋白在正常乳腺組織與乳腺癌組織中的表達(dá)情況。正常乳腺組織中染色為低水平，而在乳腺癌組織中染色為高水平，提示 DXX49蛋白在乳腺癌組織中高表達(dá)，詳見圖3。

2.4 乳腺癌組織中 DXX49表達(dá)量與生存預(yù)后的關(guān)系

我們通過K-M plotter 數(shù)據(jù)庫(kù)分析了DXX49表達(dá)與患者生存預(yù)后的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)DXX49高表達(dá)組的OS低于低表達(dá)組（P<0.01，HR=1.24）；高表達(dá)組的RFS低于低表達(dá)組（P<0.01，HR=1.31），詳見圖4。

3 討論

雖然隨著多學(xué)科綜合治療模式（手術(shù)、化療、靶向治療、內(nèi)分泌治療等）的開展，尤其是靶向治療的出現(xiàn)，乳腺癌的5年生存率獲得明顯提高，但是，乳腺癌的發(fā)病率仍在逐年增加，并且部分乳腺癌在早期就出現(xiàn)了轉(zhuǎn)移，出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者的病死率升高。乳腺癌是引起全球女性死亡的主要癌癥病種之一。因此，迫切需要鑒定新的腫瘤生物標(biāo)志物，以改善乳腺癌患者的預(yù)后。有研究報(bào)道了DDX49在HCC腫瘤中被上調(diào)，并且敲低DDX49基因可降低體內(nèi)和體外的腫瘤形成，并降低體內(nèi)的腫瘤轉(zhuǎn)移 [9]。另有研究報(bào)道，DDX49通過增加Akt /β-catenin途徑來促進(jìn)肺癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[10]。此外，DDX49可以作為癌癥治療的引人注目的靶標(biāo)，而且還可以作為診斷和預(yù)后各種癌癥的潛在生物標(biāo)志物。本研究旨在通過開放數(shù)據(jù)庫(kù)評(píng)估DXX49在乳腺癌中的臨床和預(yù)后價(jià)值，為乳腺癌的治療尋找可能的潛在治療靶點(diǎn)。

隨著生物信息技術(shù)的飛速發(fā)展，一些高通量腫瘤數(shù)據(jù)庫(kù)，例如TCGA，GEO，已經(jīng)開發(fā)出來并可以公開地用于開放式學(xué)術(shù)交流，這為大規(guī)模隊(duì)列研究提供了大數(shù)據(jù)分析資源[11-13]。本研究基于生物信息學(xué)方法，通過對(duì)不同數(shù)據(jù)庫(kù)多方面進(jìn)行挖掘大樣本量數(shù)據(jù)，分析 DXX49在乳腺癌中的表達(dá)情況，避免了樣本量小和抽樣誤差等原因。因此，結(jié)論具有較高的可信度。我們通過TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)分析顯示， DXX49基因在乳腺癌組織中的表達(dá)水平顯著高于正常乳腺組織。HPA數(shù)據(jù)庫(kù)分析結(jié)果進(jìn)一步顯示 DXX49蛋白也在乳腺癌組織中顯著高表達(dá)，提示 DXX49可能在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著促癌基因的作用。為了進(jìn)一步探索 DXX49在乳腺癌中的臨床意義，我們利用K-M plotter數(shù)據(jù)庫(kù)分析驗(yàn)證了DXX49表達(dá)與臨床預(yù)后的關(guān)系，均發(fā)現(xiàn)DXX49高表達(dá)組的臨床預(yù)后差于低表達(dá)組。綜上，DXX49在乳腺癌中高表達(dá)并且與臨床預(yù)后差有關(guān)。

綜上所述，本研究通過生物信息學(xué)大數(shù)據(jù)研究的方法發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證DXX49在乳腺癌組織中高表達(dá)，提示其可能是乳腺癌中潛在的促癌基因，并且影響患者的預(yù)后，可以作為研究乳腺癌預(yù)后的生物標(biāo)志物，但其具體的作用機(jī)制需要進(jìn)一步的探討。

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