肝細胞肝癌中CENPF的表達及臨床意義

李 丹，黃育剛，湯顯斌

肝細胞肝癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是常見的原發性惡性肝腫瘤之一，約占肝腫瘤的80%[1]。在我國HCC引起的腫瘤相關病死率位居第三，僅次于肺癌和胃癌[2]，其5年生存率低于18%[3-4]。CENPF(Centromeric protein F)是細胞周期相關的核抗原。研究表明，CENPF在肝癌[5]、乳腺癌[6]、前列腺癌[7-8]等多種人類惡性腫瘤中存在異常表達。雖然關于CENPF在HCC中的表達情況已有報道[9]，但其生物學過程和分子機制等尚不清楚。本實驗結合HCC臨床樣本及腫瘤基因數據庫，對CENPF表達與患者預后的相關性、潛在信號通路進行探討，以期為HCC的早期診斷、預后評估和抗腫瘤治療提供參考。

1 材料與方法

1.1 數據提取運用GEO數據庫、TCGA和Oncomine平臺篩選與HCC相關的數據集。在GEO數據庫中，包含人HCC及其鄰近或正常肝組織，且病例數200以上的，共篩選到2個數據集，即GSE14520和GSE25097。基于TCGA、Oncomine平臺中HCC相關信息，分析CENPF在HCC及正常肺組織中的表達差異、與臨床分期及病理分級的相關性。此外，應用GEPIA平臺分析CENPF與HCC患者預后的關系。

基于TCGA數據庫，用SPSS 25.0軟件進行CENPF表達與年齡、性別、臨床分期、病理分級等臨床參數的相關性分析；應用GSEA 4.0.3軟件進行基因集富集分析，在HCC中，探索與CENPF基因表達可能相關的KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)、Hallmark和Biocarta信號通路。

1.2 材料收集2019年12月～2020年12月十堰市太和醫院病理科存檔的HCC及對應癌旁正常組織，選取有完整病歷及臨床信息全面的樣本，合計18例；所有病例均未行放、化療，所有病理指標均經過兩位病理醫師重新評定，并達成一致的意見。

1.3 免疫組化對18例HCC及癌旁正常組織，各取3 μm厚組織切片，用EDTA(pH 9.0)進行熱修復，玻片與CENPF抗體(英國Abcam公司，稀釋濃度1 ∶400)在37 ℃孵育1 h，再用辣根過氧化物酶標記的二抗(福州邁新公司，貨號KIT5230)37 ℃孵育0.5 h，蘇木精復染30 s。在光學顯微鏡下觀察，并評估腫瘤細胞中CENPF蛋白表達的陽性細胞占比。

1.4 統計學分析所有數據采用Graphpad Prism 8.2軟件作圖并運用SPSS 25.0軟件進行統計學分析，正常組織與HCC組織中CENPF的表達差異比較采用t檢驗，設定P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同HCC芯片中CENPF的表達對GEO的兩個數據集應用GEO2R進行表達差異分析，GSE14520數據集包含220例正常肝組織和225例HCC組織，GSE25097數據集包含243例正常肝組織和268例HCC組織。在GSE14520和GSE25097數據集中，CENPF在HCC中的表達量均高于正常肝組織(P<0.000 1，圖1A、B)。TCGA數據庫包含50例正常肝組織和388例HCC組織，分析顯示CENPF在HCC中的表達量高于正常肝組織(P<0.000 1，圖1C)。通過Oncomine平臺分析Chen等的HCC數據(包含62例正常肝組織和101例HCC組織)，結果顯示CENPF在HCC中的表達量高于正常肝組織(P<0.000 1，圖1D)。本組免疫組化檢測顯示CENPF表達定位在細胞核，且在HCC中的表達顯著高于癌旁正常組織(P<0.000 1，圖2)。

2.2 HCC中CENPF與臨床病理特征的關系在TCGA中，根據CENPF表達的中位值將374例HCC樣本分為低表達組(187例)和高表達組(187例)，分析CENPF表達與HCC臨床病理特征的關系。在HCC中，CENPF表達與患者年齡、性別、有無血管侵犯無關。隨著臨床分期升高，CENPF高表達例數顯著多于CENPF低表達例數(尤其臨床分期Ⅱ、Ⅲ期，P=0.002，表1)。隨著病理分級升高，CENPF高表達例數顯著多于CENPF低表達例數(尤其病理分級3級，P<0.001)。CENPF高表達者更容易發生腫瘤復發。AFP為肝癌的特異性標志物之一，當AFP濃度>400 μg/L時，CENPF高表達例數顯著多于CENPF低表達例數(P<0.001)。

表1 HCC中CENPF表達與臨床病理特征的關系

此外，采用單因素、多因素Cox回歸分析，探討CENPF表達與HCC患者年齡、性別、分級、TNM分期、腫瘤復發等臨床因素對患者預后的影響。單因素Cox回歸分析表明CENPF表達和TNM分期與HCC患者的預后相關(P<0.01)。多因素Cox回歸分析表明CENPF表達和TNM分期是HCC患者的獨立預后因素(P<0.01，表2)。

表2 CENPF在肝細胞肝癌中的單因素、多因素Cox回歸分析

2.3 CENPF在HCC不同臨床分期、病理分級中的表達結合TCGA表達矩陣及對應的臨床信息，分別分析了CENPF mRNA在正常組織及臨床分期Ⅰ～Ⅳ期、病理分級1～4級中的表達量。結果顯示，CENPF mRNA表達量與臨床分期(圖3A)和病理分級(圖3B)呈正相關，表明CENPF異常表達與HCC惡化程度及疾病的進展相關。

圖3 HCC不同臨床分期、病理分級中CENPF的表達：A.臨床分期；B.病理分級；ns. P>0.05，*P<0.05，**P<0.01，****P<0.000 1

2.4 HCC中CENPF表達與預后的關系應用GEPIA平臺繪制生存曲線，結果顯示CENPF表達與患者預后，即總生存率、無瘤進展生存率均呈負相關性(P=0.001 8，P=0.001 9，圖4)。

圖4 CENPF表達與HCC患者預后的關系：A. CENPF表達與HCC患者總生存率的關系；B. CENPF表達與HCC患者無瘤進展生存率的關系；P<0.01

2.5 CENPF在HCC中的基因集富集分析基于TCGA數據庫使用GSEA軟件進行基因集富集分析，探討CENPF在HCC發生發展中潛在的分子機制。GSEA分析顯示，在HCC中，與CENPF高表達最密切相關的KEGG信號通路是細胞周期(圖5A)；與CENPF高表達最密切相關的Hallmark信號通路是轉錄因子E2F及細胞周期G2/M期轉換(圖5B)；與CENPF高表達最密切相關的Biocarta信號通路是MAPK信號通路(圖5C)。

圖5 CENPF在HCC中的GSEA富集分析：A. CENPF的KEGG富集分析；B. CENPF的Hallmark富集分析；C. CENPF的Biocarta富集分析；NES.標準富集分數(Normalized enrichment score)

3 討論

目前，外科手術是治療早期HCC的主要方式，大部分HCC患者在確診時已失去手術治療的最佳時機。近20年來，分子生物學研究陸續發現了TERT、TP53、CTNNB1等與HCC發生發展的相關基因及相關靶向藥物。然而，HCC晚期患者對臨床上使用的大多數化療藥物表現出耐藥現象[10]。另外，這些基因突變只存在于部分HCC患者中，因此繼續尋找HCC發生、發展的關鍵分子或靶點，對于研發治療HCC的新藥物具有重要的理論和臨床意義。

CENPF的主要功能是在有絲分裂期維持紡錘體的穩定及分布[9]。已有研究表明，CENPF表達異常與肝癌、乳腺癌、前列腺癌等腫瘤的進展或預后有密切聯系，而關于CENPF在HCC中的生物學過程及分子機制鮮有報道[11]。本實驗基于多個公共數據庫和臨床樣本的分析顯示，與正常肝組織相比，HCC組織中CENPF顯著高表達(P<0.001)。CENPF高表達與臨床分期、病理分級呈正相關，與患者預后呈負相關，這表明CENPF異常表達與HCC的惡化程度及疾病進展相關。通過CENPF表達與臨床病理特征的相關性及單因素、多因素Cox回歸分析表明，CENPF表達與臨床分期、病理分級、AFP及腫瘤復發密切相關，且CENPF可能是HCC患者預后的獨立預后因素。通過GSEA分析表明，CENPF表達與HCC細胞周期調控密切相關，CENPF可能通過轉錄因子E2F、MAPK信號途徑調控HCC細胞在G2/M期的轉換，從而影響細胞周期，但這些推論還需要分子生物學實驗等進一步驗證。

綜上，本實驗分析了CENPF表達與HCC發生、發展的相關性，為進一步探討分子機制提供了理論支持和線索，以期對HCC發生和發展相關的研究提供參考。