基于TCGA 數(shù)據(jù)集分析FZD5 在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)及臨床意義

潘景臻，華實(shí)，王帥，張健，★

（1.濰坊醫(yī)學(xué)院，山東 濰坊 261000；2.臨沂市人民醫(yī)院，山東 臨沂 276003）

0 引言

膠質(zhì)瘤是人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤，尤其是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，平均存活時(shí)間短至12-14 個(gè)月[1]。病理級(jí)別相同的膠質(zhì)瘤患者預(yù)后差異極大[2]，放化療敏感性也不盡相同，腫瘤異質(zhì)性是造成這種結(jié)果的主要原因[3]。基因靶向治療一直是膠質(zhì)瘤治療的研究熱點(diǎn)。FZD5，屬于7 次跨膜蛋白受體家族，主要作為Wnt 家族的受體。大量研究證明Wnt信號(hào)通路可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、極性、轉(zhuǎn)移、粘附，在腫瘤的發(fā)生與發(fā)展中起著重要的作用[4-5]。FZD5 可通過(guò)激活Wnt 信號(hào)通路促進(jìn)細(xì)胞增殖，分化和侵襲[6-7]。FZD5 的異常表達(dá)可影響乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌和口腔鱗狀細(xì)胞癌等多種惡性腫瘤的發(fā)展。然而，F(xiàn)ZD5 對(duì)膠質(zhì)瘤的預(yù)后作用仍不清楚。本研究通過(guò)TCGA 公共數(shù)據(jù)庫(kù)，研究FZD5 在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)對(duì)預(yù)后生存的影響，并探討FZD5 在膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的作用機(jī)制。

1 方法

1.1 數(shù)據(jù)篩選方法。下載TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)中膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）的RNA-seq 數(shù)據(jù)166 例，低級(jí)別膠質(zhì)瘤（LGG）的RNA-seq 數(shù)據(jù)512 例，利用Rx643.4.1 整理，納入標(biāo)準(zhǔn)：①基因表達(dá)數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)完整；②患者經(jīng)手術(shù)治療且病理結(jié)果確診為GBM 或LGG。將患者信息整合為包含RNA-seq表達(dá)量、臨床參數(shù)和生存資料的數(shù)據(jù)集，以所有膠質(zhì)瘤樣本FZD5 表達(dá)量中位值為界，F(xiàn)ZD5 表達(dá)量低于中位值的為低表達(dá)組（Low，L 組），反之為高表達(dá)組（High，H 組）。

1.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 21.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示，單樣本的比較采用t 檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用以百分率（%）來(lái)表示，分析采用四格表卡方檢驗(yàn)。生存分析采用Kaplan-Meier 分析。P＜0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。通過(guò)GSEA 從分子標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得參照基因集，然后按缺省加權(quán)富集統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)FZD5 進(jìn)行單基因富集分析，設(shè)置隨機(jī)組合次數(shù)為1000 次，選取P＜0.05 和FDR＜0.25 的基因集作為顯著富集基因集。

2 結(jié)果

2.1 FZD5 的表達(dá)與臨床病理學(xué)相關(guān)性。通過(guò)分析TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)GBM 和LGG 兩組FZD5 表達(dá)數(shù)據(jù)，并與正常腦組織FZD5 的表達(dá)量進(jìn)行差異性分析得知，F(xiàn)ZD5 在膠質(zhì)瘤中表達(dá)量明顯高于正常腦組織，且與惡性程度呈正相關(guān)（圖1A）。FZD5 表達(dá)量與患者的年齡及性別無(wú)關(guān)，與腫瘤級(jí)別和生存率有關(guān)（表1）。

2.2 FZD5 的表達(dá)與膠質(zhì)瘤預(yù)后的相關(guān)性。Kaplan-Meier生存分析顯示，F(xiàn)ZD5 高表達(dá)的膠質(zhì)瘤患者的無(wú)病生存期和總生存期時(shí)間明顯的短于低表達(dá)患者（圖1B，C），提示FZD5 表達(dá)量與生存時(shí)間顯著負(fù)相關(guān)。

表1 FZD5 在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)與臨床病理參數(shù)的關(guān)系

圖1 FZD5 在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)及生存分析

2.3 FZD5 的功能基因集富集。GSEA 結(jié)果顯示高表達(dá)FZD5 富集到了JAK-STAT 信號(hào)通路，細(xì)胞骨架通路，CAMs 通路和溶酶體通路（圖2）。

圖2 FZD5 相關(guān)富集基因集

3 討論

既往研究報(bào)道了異常表達(dá)的FZD5 可以影響多種惡性腫瘤的預(yù)后。例如，在乳腺癌中，Wnt 信號(hào)通路的異常激活促使Wnt 家族與FZD5 結(jié)合，F(xiàn)ZD5 激活糖原合成酶激酶-3β（GSK-3b），促進(jìn)β-連環(huán)蛋白核轉(zhuǎn)位和下游基因表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲。

我們通過(guò)生物信息學(xué)技術(shù)分析了TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)中FZD5的mRNA 數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示FZD5 在膠質(zhì)瘤中高表達(dá)，且與惡性程度呈正相關(guān)，并與生存時(shí)間呈顯著負(fù)相關(guān)。高表達(dá)的FZD5 可視為膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。富集分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)FZD5 可能通過(guò)JAK-STAT 信號(hào)通路，調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架通路，CAMs 通路和溶酶體通路調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲與增殖，我們猜測(cè)FZD5 通過(guò)與Wnt 分子結(jié)合，調(diào)節(jié)下游基因來(lái)激活上述信號(hào)通路，進(jìn)而增加膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)的粘附，促進(jìn)腫瘤侵襲。

本研究發(fā)現(xiàn)高表達(dá)的FZD5 是膠質(zhì)瘤患者預(yù)后不良的預(yù)測(cè)指標(biāo)。FZD5 可能通過(guò)調(diào)節(jié)JAK-STAT 信號(hào)通路，細(xì)胞骨架通路，CAMs 通路和溶酶體通路以促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲和增殖。但其中潛在的機(jī)制仍需通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。