基于Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)探討P4HB在腎透明細(xì)胞癌中的表達(dá)及意義

腎癌是泌尿生殖系統(tǒng)最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一[1]。 近年來(lái)，腎癌的發(fā)病率和死亡率不斷上升[2]。腎癌的組織學(xué)亞型包括透明細(xì)胞癌、乳頭狀癌和嫌色細(xì)胞癌，其中腎透明細(xì)胞癌是最常見(jiàn)的亞型，占70%～80%[3]。腎透明細(xì)胞癌容易侵入局部組織并轉(zhuǎn)移，對(duì)目前可用的治療方法具有耐藥性，手術(shù)仍是腎透明細(xì)胞癌最有效的治療方法。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)合成的主要場(chǎng)所，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白的功能是確保新合成的蛋白質(zhì)正確折疊。隨著癌細(xì)胞增殖過(guò)程中蛋白質(zhì)合成的增加，對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白的活性要求越來(lái)越高，這可能導(dǎo)致癌細(xì)胞中未折疊蛋白反應(yīng)（UPR）的激活[4，5]。雖然傳統(tǒng)上認(rèn)為這類(lèi)蛋白主要負(fù)責(zé)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的蛋白質(zhì)折疊和翻譯后修飾，但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)它們?cè)谡{(diào)節(jié)增殖、凋亡和免疫方面也起著關(guān)鍵作用[4，6]。此外，由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與其他細(xì)胞間隔的高度互聯(lián)性，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶的功能也可能通過(guò)調(diào)節(jié)促癌和促生存信號(hào)而超出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)[7，8]。因此，干擾內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)可能在腫瘤發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮重要作用，而靶向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白則是發(fā)展抗腫瘤治療的新方向。研究表明，P4HB 在許多類(lèi)型癌癥細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，其表達(dá)與癌癥進(jìn)展和臨床結(jié)局相關(guān)[9]。本研究從Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)中提取并挖掘關(guān)于腎透明細(xì)胞癌中P4HB 基因表達(dá)的數(shù)據(jù)，利用Kaplan-Meier Plotter 探討其與腎透明細(xì)胞癌預(yù)后的關(guān)系，為更進(jìn)一步分析P4HB 基因在腎透明細(xì)胞癌發(fā)病過(guò)程中的分子機(jī)制提供新線索和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 OncomineOncomine （http：//www.oncomine.org） 是一個(gè)在線數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包含多種人類(lèi)癌癥基因表達(dá)數(shù)據(jù)。從Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)中提取并挖掘腎透明細(xì)胞癌中P4HB 基因的表達(dá)數(shù)據(jù)，條件設(shè)置為：①Gene：P4HB；②Data type：mRNA；③Cancer type：kidney cancer；④Analysis type：normal vs cancer analysis；⑤其他條件設(shè)置：fold change＞2，P 1E-4，gene rank= top 10%。

1.2 CCLECCLE（癌癥細(xì)胞系的百科全書(shū)，www.broadinstitute.org/ccle/home）是Broad 研究所與諾華研究基金會(huì)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的合作項(xiàng)目，進(jìn)行人類(lèi)癌癥模型開(kāi)發(fā)整合計(jì)算分析，并將細(xì)胞系整合基因組學(xué)轉(zhuǎn)化為癌癥患者分層。CCLE 提供了對(duì)超過(guò)1 000 個(gè)細(xì)胞系的基因組數(shù)據(jù)、分析和可視化的公共訪問(wèn)[10]。通過(guò)搜索基因符號(hào)P4HB，利用CCLE 分析工具自動(dòng)生成P4HB 在不同癌癥中的表達(dá)情況。

1.3 HPA使用HPA 病理學(xué)圖譜（www. proteinatlas.org）對(duì)比分析腎癌組織和正常腎組織中P4HB 蛋白質(zhì)含量，在Tissue Atlas 和Pathology Atlas 中輸入P4HB，分別選擇Renal 和Renal cancer，生成免疫組織化學(xué)圖。

1.4 Kaplan-Meier Plotter通過(guò)Kaplan-Meier Plotter 數(shù)據(jù)庫(kù)（http：//kmplot.com/analysis/）進(jìn) 行 在線生存分析。篩選條件：①Cancer：renal clear cell carcinoma；② Gene：P4HB；③Survival：OS。

2 結(jié)果

2.1 P4HB 在不同類(lèi)型腫瘤中的表達(dá)在Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于P4HB 基因共收集到447 項(xiàng)不同類(lèi)型的研究結(jié)果，其中有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的44 項(xiàng)，P4HB 基因在癌癥組織中高表達(dá)32 項(xiàng)，低表達(dá)12 項(xiàng)，在腎癌中高表達(dá)6 項(xiàng)，低表達(dá)0 項(xiàng)（見(jiàn)表1），同時(shí)發(fā)現(xiàn)P4HB 在正常腎組織與腎透明細(xì)胞癌中表達(dá)具有明顯差異，見(jiàn)圖1。

表1 P4HB 在多種腫瘤中的表達(dá)（n）

圖1 Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)中不同腎透明細(xì)胞癌數(shù)據(jù)集中的表達(dá)

2.2 P4HB 在腎癌中的表達(dá)利用CCLE 在線工具分析P4HB 在癌組織中的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)P4HB 在腎癌中高表達(dá)，見(jiàn)圖2。

2.3 P4HB 在正常腎組織及腎癌中表達(dá)的免疫組化結(jié)果Human Protein Atlas 數(shù)據(jù)庫(kù)中免疫組化染色證實(shí)了人類(lèi)蛋白圖譜中P4HB 蛋白在腎癌中相對(duì)正常腎組織表達(dá)明顯增加，見(jiàn)圖3。

2.4 P4HB 與腎透明細(xì)胞癌預(yù)后的關(guān)系通過(guò)上述數(shù)據(jù)庫(kù)分析發(fā)現(xiàn)P4HB 在腎透明細(xì)胞癌或腎癌組織中表達(dá)顯著升高，為進(jìn)一步明確P4HB 表達(dá)與腎透明細(xì)胞癌預(yù)后之間的關(guān)系，利用Kaplan-Meier 分析發(fā)現(xiàn)，P4HB 的基因表達(dá)與腎透明細(xì)胞癌患者預(yù)后存在相關(guān)性，且P4HB 高表達(dá)患者的總體生存率較低，而低表達(dá)患者總體生存率較高，見(jiàn)圖4。

圖2 CCLE 數(shù)據(jù)庫(kù)中P4HB 在不同腫瘤細(xì)胞系的表達(dá)

圖3 P4HB 在正常腎組織和腎癌中的表達(dá)

圖4 P4HB 高表達(dá)及低表達(dá)腎透明細(xì)胞癌患者的預(yù)后

3 討論

脯氨酰4-羥化酶β亞基（P4HB）是主要的伴侶蛋白之一[13]，其作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶以抑制錯(cuò)誤折疊蛋白的聚集[14]。P4HB 在多種腫瘤中高表達(dá)并可促進(jìn)腫瘤的發(fā)展，導(dǎo)致患者預(yù)后較差[9]。P4HB在非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）中過(guò)度表達(dá)，藥物治療后P4HB 表達(dá)降低預(yù)示著更好的臨床結(jié)果[13]；P4HB在人肝細(xì)胞癌組織中上調(diào)，并促進(jìn)肝細(xì)胞癌增殖和遷移[15]；P4HB 抑制增強(qiáng)了耐藥膠質(zhì)瘤細(xì)胞的化學(xué)敏感性[16，17]。雖然在大部分正常組織中P4HB 呈低表達(dá)，但在肺癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、結(jié)腸癌中呈高表達(dá)，目前尚未查閱到應(yīng)用生物信息學(xué)分析探討P4HB 在腎透明細(xì)胞癌中作用的相關(guān)報(bào)道。

Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)是目前世界上最大的基因芯片數(shù)據(jù)和整合數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)，注冊(cè)用戶(hù)可提取和挖掘腫瘤相關(guān)基因信息。本研究中，Oncomine 數(shù)據(jù)集顯示，P4HB 在腎透明細(xì)胞癌中的表達(dá)高于正常組織，且在大多數(shù)腫瘤組織中均呈高表達(dá)，說(shuō)明P4HB是促癌基因的可能性大。通過(guò)CCLE 在線分析進(jìn)一步驗(yàn)證了P4HB 在腎癌中的高表達(dá)，應(yīng)用Human Protein Atlas 蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)證實(shí)P4HB 在腎癌組織中顯著高表達(dá)，進(jìn)一步提示P4HB 可能促進(jìn)腎透明細(xì)胞癌的發(fā)生和發(fā)展。為進(jìn)一步研究P4HB 與腎透明細(xì)胞癌預(yù)后的關(guān)系，使用Kaplan-Meier Plotter 進(jìn)行分析，該繪圖儀是包括基因表達(dá)數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)的在線數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)P4HB 高表達(dá)患者的死亡率更高，預(yù)后更差。說(shuō)明如果降低P4HB 的表達(dá)或許可以改善腎透明細(xì)胞癌患者的預(yù)后，同時(shí)可能為靶向藥物研究提供參考和理論依據(jù)。

綜上所述，本研究通過(guò)對(duì)公共數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘并對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行綜合分析，結(jié)果表明P4HB 在腎透明細(xì)胞癌中高表達(dá)，生存分析提示P4HB 與腎透明細(xì)胞癌患者預(yù)后相關(guān)，為揭示腎透明細(xì)胞癌的發(fā)病機(jī)制及識(shí)別與腎透明細(xì)胞癌相關(guān)的潛在生物標(biāo)志物提供參考，但其潛在機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。