SCD基因在宮頸癌中的表達及預后相關性的生物信息學研究

李丹青 秦源坤 柏家英 周波 周遠利 楊英捷△

(1.貴州省腫瘤醫院，貴州 貴陽 550001；2.貴州醫科大學附屬醫院，貴州 貴陽 550004)

宮頸癌是僅次于乳腺癌的女性最常見的惡性腫瘤之一[1]。隨著宮頸癌篩查和治療手段的普及和提高，使得很多患者能得到及時的診療，但是，晚期宮頸癌患者的預后普遍仍較差，每年大約有26萬人死于宮頸癌，在中國，宮頸癌已成為女性癌癥患者死亡的主要原因，嚴重威脅廣大婦女身心和健康，因此，尋找宮頸癌預后相關的關鍵治療靶點，是亟待解決的問題[2]。硬脂酰輔酶A去飽和酶(SCD)是一種內質網結合酶，可催化飽和脂肪酸(SFA)向單不飽和脂肪酸(MUFA)轉化，飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸水平的變化可以改變細胞膜流動性，從而導致一系列與代謝及致癌有關的細胞機制的發生[3]。相關研究[4]報道，SCD在多種腫瘤組織中高表達，并能促進腫瘤細胞的增殖和遷移，與腫瘤發生、發展密切相關，有望成為一個新型的抗腫瘤治療靶點。本研究通過對人類癌癥基因組圖譜數據庫(TCGA)中宮頸癌的數據進行分析，探討SCD在宮頸癌預后及治療靶點中的意義。

1 資料與方法

1.1資料收集 在TCGA公共數據庫(https://cancergenome.nih.gov/)中下載3例正常宮頸組織的RNA測序數據，以及306例宮頸癌患者的臨床數據和腫瘤組織樣本的RNA測序數據，TCGA數據庫中所有樣本均使用Illumina Hiseq測序技術進行檢測。

1.2方法 (1)SCD與宮頸癌患者臨床特點分析：根據TCGA數據庫中所下載的組織的RNA測序數據，對宮頸癌(n=306)和正常宮頸組織(n=3)進行分析，比較SCD在宮頸腫瘤組織中的表達情況。根據SCD表達量的中位數，將宮頸癌患者分為SCD高表達組(n=153)和SCD低表達組(n=153)，分析兩組中SCD基因的表達水平與宮頸癌患者臨床特點的相關性。(2)SCD與宮頸癌患者預后分析：采用GEPIA(http://gepia.cancer-pku.cn/)在線分析工具，分析TCGA數據庫中，SCD表達情況對宮頸癌患者預后的影響。(3)SCD基因富集分析：采用GSEA4.0.3軟件進行基因富集(GSEA)分析SCD高表達組對宮頸癌患者可能作用的基因富集通路，利用GSEA網站MsigDB數據庫中c2.cp.kegg.v7.0.symbols.gmt數據集作為功能基因集，按缺省加權富集統計分析的方法進行富集分析，設置隨機組合次數為1 000次，P<0.05和FDR(False discovery rates)<0.25有統計學意義。

2 結 果

1.1SCD基因在宮頸癌中的表達情況 TCGA數據庫中宮頸癌癌組織306例，正常宮頸組織3例，宮頸癌組織中SCD的表達量明顯高于正常宮頸組織(P=0.003)。見圖1。

圖1 SCD基因表達情況

2.2SCD與宮頸癌患者臨床特征的相關性 納入研究的306例宮頸癌患者中，SCD的表達情況與患者年齡、BMI、妊娠次數、生育次數、腫瘤分化程度、臨床分期、是否淋巴轉移及脈管浸潤無明顯關系(P>0.05)；SCD的表達情況與腫瘤組織類型顯著相關，在鱗癌組織中表達量明顯高于腺癌及其他類型腫瘤(P<0.05)。見表1。

表1 306例宮頸癌患者的臨床病理特征與SCD的相關性[n(%)]

2.3SCD表達水平與預后的關系 利用GEPIA數據庫對宮頸癌患者進行生存分析，結果顯示，SCD高表達組的預后較SCD低表達組差，log-rankP=0.0064，HR=1.9，PHR=0.0076，提示SCD高表達是宮頸癌患者預后不良的因素。見圖2。

圖2 SCD表達水平與宮頸癌患者生存期的關系

2.4SCD高表達組的基因富集分析 GSEA分析結果顯示，SCD基因高表達樣本主要富集在基底轉錄因子通路、不飽和脂肪酸的合成信號通路、細胞內吞作用(Endocytosis)、細胞分裂、泛素介導的蛋白水解通路和Wnt信號通路，見表2。

表2 SCD基因GSEA分析結果

3 討 論

目前臨床上對于宮頸癌的主要治療方法有手術、放射治療及化療等，隨著“精準醫學”這一概念的提出，宮頸癌的靶向治療也成為研究的熱點。SCD是位于內質網膜上的一種跨膜蛋白，是生物合成單不飽和脂肪酸所必需的一種關鍵的、高度調控的酶，其催化SFA去飽和向MUFA轉化，所產生的單不飽和產物是膜磷脂、膽固醇酯和甘油三酯的重要前體，因此，SCD在調節脂代謝的過程中發揮著重要的作用[5]。此外，SCD的表達量會影響細胞內SFA和MUFA表達的比例，從而影響細胞膜的流動性，對細胞的生物學功能產生影響[6]。研究[7]表明，SCD1缺陷小鼠在高脂飲食中不會因為改善脂質代謝和胰島素敏感性而變得肥胖或糖尿病，SCD-1是一個重要的代謝調控靶點，抑制其表達有利于肥胖、糖尿病等代謝性疾病的治療。另外，SCD在促進腫瘤細胞增殖、遷移、分化等過程中發揮作用[8]。研究[9-12]表明，SCD1在多種癌組織中表達高于癌旁或正常組織，SCD1的表達能影響結腸癌細胞、膀胱癌、肝癌、乳腺癌等多種腫瘤細胞的增殖和遷移，并能誘導腫瘤細胞的凋亡。SCD在腫瘤組織中的特異性高表達，提示SCD亦有可能是腫瘤治療的一個潛在靶點。

本研究利用TCGA數據庫闡述了SCD為癌基因在宮頸癌中的表達和臨床意義。分析結果顯示，SCD在宮頸癌組織中的表達明顯高于宮頸正常組織，SCD在鱗癌組織中的表達水平顯著性高于腺癌及其他類型的腫瘤，SCD高表達患者的預后較SCD低表達患者更差，SCD表達水平與CESC患者預后呈負相關。同時，我們發現SCD高表達的腫瘤樣本主要富集在基底轉錄因子通路、不飽和脂肪酸的合成信號通路、細胞內吞作用、細胞分裂、泛素介導的蛋白水解通路及Wnt信號通路，提示 SCD可能通過以上途徑影響宮頸癌細胞的增殖、侵襲等病理過程。綜上說明SCD高表達可能是宮頸癌患者預后不良的危險因素之一，為宮頸癌提供了潛在的治療靶點，為后續研究其分子作用機制提供了參考依據。