LEF1在胃癌中的表達及意義#

宋俊梅 鄢敏 別俊△ 余思佳 張欣平

·基礎論著·

LEF1在胃癌中的表達及意義#

宋俊梅*1, 2, 3鄢敏1, 2別俊△1, 2余思佳1, 2張欣平1, 2

（1. 南充市中心醫(yī)院腫瘤科，四川 南充 637000；2. 川北醫(yī)學院第二臨床醫(yī)學院，四川 南充 637000；3. 廣西醫(yī)科大學，廣西 南寧 530021）

運用生物信息學技術(shù)分析淋巴增強因子-1（Lymphoid enhancer factor-1，LEF1）在胃癌中的表達及意義。通過Oncomine、Ualcan、腫瘤免疫評估資源（TIMER）數(shù)據(jù)庫檢索并分析LEF1基因在胃癌中的表達。TIMER數(shù)據(jù)庫分析LEF1在免疫浸潤物中的表達；Ualcan數(shù)據(jù)庫、Kaplan-Meier Plotter分析LEF1表達與患者生存及預后相關性。Oncomine、TIMER、Ualcan數(shù)據(jù)庫中均顯示LEF1在胃癌中高表達，Kaplan-Meier Plotter分析得出LEF1高表達的胃癌患者無疾病生存時間、總生存時間較短（P＜0.05）；TIMER數(shù)據(jù)庫分析顯示在免疫微環(huán)境中高表達LEF1 mRNA巨噬細胞的胃癌患者5年生存預后較好，LEF1 mRNA在胃癌免疫微環(huán)境中的表達與多種免疫細胞在胃癌組織的免疫微環(huán)境中的表達明顯相關。LEF1在胃癌中表達增加，與胃癌患者不良預后相關，是胃癌預后的潛在的評判指標。

胃癌；淋巴增強因子-1；生物信息學

胃癌是常見的消化道惡性腫瘤，2018年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示胃癌發(fā)病率排第五位，致死率排第三位[1]。男性發(fā)病率高于女性，發(fā)病率隨年齡的增長而明顯增加，胃癌的主要病理類型為腺癌，對我國公民的生命健康造成了嚴重的威脅，同時也增加了社會的經(jīng)濟負擔。胃癌早期可以通過手術(shù)取得良好的生存率，但由于缺乏早期特異性的診斷標志物，且早期胃癌癥狀不典型，大多數(shù)患者未重視，當出現(xiàn)不能耐受的癥狀時才就診，此時大部分胃癌患者已進展為晚期，喪失了最佳的治療時機。

近年來，由于靶向治療藥物較好的臨床療效和較低的毒副作用而受到了大家的廣泛關注，雖然靶向治療藥物在胃癌的靶向治療中取得了一定的成效，但是進展相對緩慢，因此尋找新的有效的靶點和預測預后標志物是目前提高胃癌治療療效的策略之一。LEF1屬于經(jīng)典Wnt/β-catenin信號通路的關鍵調(diào)控因子，近年來有多項研究發(fā)現(xiàn)它與腫瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移有關[2-3]。LEF1在胃癌細胞的增殖、擴散、轉(zhuǎn)移、侵襲等癌癥病程發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要的促進作用，與預后呈明顯相關性[4]。

本文將分析討論LEF1基因在胃癌中的表達并分析其與胃癌的預后關系及意義，期望為胃癌的臨床預后的評估及新的靶向藥物的開發(fā)提供一定的思路和提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)庫選擇

選擇Oncomine（https://www.oncomine.org/）和Kaplan-Meier plotter （www.kmplot.com）數(shù)據(jù)庫為LEF1基因表達數(shù)據(jù)挖掘研究對象，對胃癌組織與正常組織LEF1基因表達芯片數(shù)據(jù)進行分析。

1.2 方法及數(shù)據(jù)提取

Oncomine篩選及提取設置條件：Gene：LEF；“Analysis Type：Cancer VS Normal analysis”；“Cancer Type：Gastric cancer”；“Data Type：mRNA”；臨界值設定條件（P value＜0.05，fold change>2，gene rank=top 10%）。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。Kaplan Meier-Plotter（http://kmplot.com/ analysis/）篩選條件為：“Cancer：Gastric cancer”；“Gene：LEF1”；“Split patients by：Auto select best cutoff ”；“Survival：OS”；亞組分析根據(jù)Laurane Classification，分別為：“Instestinal、Diffuse、Mixed”。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

腫瘤免疫評估數(shù)據(jù)庫（TIMER）用于分析BUB1在B細胞、CD4+T細胞、中性粒細胞等6種免疫浸潤細胞中的表達和對胃癌患者生存預后的影響。設定條件：選擇Diff Exp項，Gene Symbol：LEF1；選擇Gene項，“Gene Symbol：LEF1”；“Cancer Type：Stomach adenocarcinoma”；“Immune Infiltrates：B Cell、CD8+T Cell、CD4+T Cell、Macrophage、Neutrophil、Dendritic Cell”。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

UALCAN（ualcan.path.uab.edu/analysis.html）是一個基于TCGA數(shù)據(jù)集的腫瘤基因表達與生存分析的在線數(shù)據(jù)庫。在UALCAN數(shù)據(jù)庫中驗證LEF1在胃癌中的表達及預后。篩選條件：“Gene：LEF1”；“Cancer Type：Stomach adenocarcinoma”；“split patients by：Auto select best cutoff”。P＜0.05為差異有有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 LEF1在常見腫瘤類型中表達

圖1顯示Oncomine數(shù)據(jù)庫中共納入了417項關于LEF1在不同腫瘤組織及對應正常組織中表達水平的研究結(jié)果, 其中關于LEF1表達有統(tǒng)計學意義的研究結(jié)果有54項，44項研究結(jié)果顯示LEF1在腫瘤組織中高表達。

2.2 LEF1在胃癌組織中的表達

在Oncomine數(shù)據(jù)庫中共有12項研究、478個胃癌樣本，分析結(jié)果顯示LEF1在腸型、彌漫型、混合型胃癌組織中的表達和正常組織中的表達差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001），見圖2。

圖1 LEF1基因在 Oncomine 數(shù)據(jù)庫中所有腫瘤研究中的表達情況

圖2 LEF1在胃癌組織與正常胃組織中的表達差異

2.3 LEF1在各胃癌基因芯片中表達差異

在Oncomine數(shù)據(jù)庫不同胃癌基因芯片中，LEF1在胃癌組織中表達均明顯增加，見圖3-圖7；其中1項Cho等的研究[5]發(fā)現(xiàn)LEF1在胃癌組織中的表達量與正常組織比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05，圖3-圖7）；Wang等[6]、Chen等[7]、Cui等[8]、D′Errico等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，LEF1在胃癌組織中的表達量均明顯高于正常組織（P＜0.05）。

圖3 LEF1基因在Oncomine數(shù)據(jù)庫中各項胃癌研究中的差異表達（1）

注：a：Wang研究，胃癌P=1.55E-5；b：Chen研究彌漫型胃癌 p=1.41E-5

圖4 LEF1基因在Oncomine數(shù)據(jù)庫中各項胃癌研究中的差異表達（2）

a：Chen研究混合型胃癌 p=7.30E-4；b：Chen研究腸型胃癌 p=0.002

圖5 LEF1基因在Oncomine數(shù)據(jù)庫中各項胃癌研究中的差異表達（3）

a：Gui研究彌漫型胃癌 p=2.03E-5；b：D'Errico研究混合型胃癌p=2.51E-4

圖6 LEF1基因在Oncomine數(shù)據(jù)庫中各項胃癌研究中的差異表達（4）

a：D'Errico研究彌漫型胃癌p=0.002；b：D'Errico研究腸型胃癌 p=5.34E-7

圖7 LEF1基因在Oncomine數(shù)據(jù)庫中各項胃癌研究中的差異表達（5）

a：Cho研究彌漫型胃癌 p=5.89E-4；b：Cho研究腸型胃癌p=2.76E-4）

2.4 LEF1在胃癌中的表達水平與預后關系

圖8利用The Kaplan Meier- Plotter（http:// kmplot.com/analysis/）在線數(shù)據(jù)庫進行生存分析，發(fā)現(xiàn)LEF1高表達的腸型、彌漫型、混合型胃癌患者的無病生存率、總生存率均顯著降低（P＜0.05）。

圖8 LEF1表達與胃癌預后之間的關系

2.5 LEF1在胃癌組織中與多種免疫細胞的關系

利用TIMER數(shù)據(jù)庫研究發(fā)現(xiàn)，LEF1在多種腫瘤中表達增加，見圖9。LEF1在胃癌中與腫瘤B細胞、中性粒細胞、CD8+T細胞、巨噬細胞、CD4+T細胞和樹突狀細胞浸潤明顯相關（P＜0.05）；其中LEF1表達水平與B細胞、中性粒細胞、CD8+T細胞、巨噬細胞、CD4+T細胞和樹突狀細胞浸潤呈正相關；而腫瘤純度與胃癌中LEF1表達無確切關系（P>0.05），見圖10。巨噬細胞中LEF1 mRNA高表達相對于低表達組的胃癌患者5年生存預后較好（P＜0.05，圖11）。

圖9 LEF1在腫瘤與正常組織間基因表達差

圖10 LEF1與胃癌免疫細胞浸潤的相關性

圖11 高表達LEF1 mRNA的巨噬細胞對胃癌患者5年生存率的影響

2.6 UALCAN在線數(shù)據(jù)庫分析

LEF-1在胃癌中表達增加，與胃癌患者預后關系分析P>0.05，統(tǒng)計學分析差異無統(tǒng)計學意義，見圖12、13。

圖12 LEF1在TCGA數(shù)據(jù)集胃癌患者中的表達情況

圖13 TCGA數(shù)據(jù)集中LEF1表達水平與胃癌患者生存時間的相關性分析

3 討論

LEF1是高遷移率組域轉(zhuǎn)錄因子中LEF/T細胞特異性因子家族成員，在調(diào)控轉(zhuǎn)錄中起著分子開關的作用，是Wnt/β-catenin信號通路激活靶基因過程中的關鍵因子之一[10]。生理條件下，LEF1在維系干細胞的干性和器官發(fā)育中發(fā)揮著非常重要的作用，但異常表達的 LEF1可能打亂正常細胞間的調(diào)控機制，引起細胞異常增殖從而導致腫瘤形成。已有研究證實，LEF在多種腫瘤細胞的增殖、侵襲、遷移等過程中發(fā)揮著非常重要的作用。LEF1是腫瘤惡性轉(zhuǎn)移特征上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的必須因素[11]，在前列腺癌、乳腺癌、黑色素瘤和結(jié)腸癌中發(fā)揮著促進癌細胞浸潤、轉(zhuǎn)移的作用[12- 14]。王新宇[15]等得研究也發(fā)現(xiàn)LEF1在食管鱗癌組織中高表達，過表達 LEF1能夠促進食管鱗癌細胞的生長、遷移、侵襲及EMT能力。

LEF1是預測癌癥患者預后的理想生物標志物。研究發(fā)現(xiàn)LEF1 mRNA在腫瘤組織高表達，并與Notch信號通路中Notch2呈負相關[16]；且LEF1高表達是結(jié)腸癌患者總體生存期較短的危險因素；結(jié)腸癌中LEF1過表達者肝轉(zhuǎn)移風險明顯增加[17]。也有研究表明，惡性黑色素瘤及卵巢上皮癌[18-19]中LEF1表達增加，且表達量與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及TNM分期相關；在口腔鱗狀細胞癌中，LEF1常見于中低分化癌及淋巴血管浸潤者，并顯示較短的生存期[20]。本研究分析得出胃癌中LEF1表達增加，且增加與短的生存時間相關。UALCAN在線數(shù)據(jù)庫分析LEF1在胃癌中的表達也明顯增加，雖然LEF1與胃癌患者預后關系分析無統(tǒng)計學意義，但結(jié)果趨勢很明顯，相信若增加研究數(shù)據(jù)及研究時間會得出具有意義的研究結(jié)果。

同時本分析發(fā)現(xiàn)，LEF1在胃癌中與B細胞、中性粒細胞、CD8+T細胞、巨噬細胞、CD4+T細胞和樹突狀細胞呈正相關，說明隨著LEF1增加，淋巴細胞表達量也增加。已知LEF1在T細胞、B細胞分化和增殖中是必不可少的，在導致的急性淋巴細胞白血病中，LEF1的表達水平可增加約13倍；通過小鼠模型發(fā)現(xiàn)LEF1可誘導小鼠急性白血病發(fā)生[21]。在研究肺癌轉(zhuǎn)移的機制中發(fā)現(xiàn)，LEF1基因表達水平從高到低依次為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶組織>肺癌組織>癌旁正常組織[22]，提示LEF1在淋巴細胞增殖中扮演著非常重要的角色。因此，LEF1在判定淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面極具有研究價值。

馬樂樂等人研究發(fā)現(xiàn)LEF1在胃癌細胞的增殖、擴散、轉(zhuǎn)移、侵襲等中發(fā)揮著重要的促進作用，下調(diào)LEF1的表達能抑制胃癌細胞（SGC-7901）的運動能力和增殖能力[4]，這提示LEF1可能成為胃癌理想的治療靶點。多項關于體內(nèi)降低LEF1表達的研究都顯示降低LEF1的表達可以降低癌細胞的侵襲、遷移、增殖和生存能力[23-25]。本研究分析顯示LEF1在胃癌中表達增加，高表達的LEF1提示較差的臨床預后，因此推測LEF1可能作為臨床預后判斷的標志物，同時針對抗LEF1表達的藥物有望成為胃癌潛在的靶向治療藥物。

綜上，本研究通過生物信息學的分析方法，發(fā)現(xiàn)LEF1在胃癌組織中高表達，與胃癌的預后及免疫細胞浸潤密切相關。通過該分析，為胃癌臨床預后的評估提供了一定的參考，同時也為胃癌靶向治療藥物的開發(fā)提供了一定的思路。

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Expression and clinical significance of LEF1 in gastric cancer#

Song Jun-mei*1,2.,3, Yan Min1,2, Bie Jun△1,2, Yu Si-jia1,2, Zhang Xing-pin1,2

(1. Department of Oncology, Nanchong Central Hospital, Nanchong 637000, Sichuan, China; 2.The Second Clinical College, North Sichuan Medical College, Nanchong 637000, Sichuan, China; 3.Guangxi Medical University ,Nanning 530021, Guangxi, China)

To investigate the expression and significance of lymphoid enhancer factor-1 (LEF1) in gastric cancer by bioinformatics.Oncomine, Ualcan and TIMER databases were used to search and analyze the expression of LEF1 gene in gastric cancer. TIMER database was used to analyze the expression of LEF1 in immune infiltrates, the correlation between LEF1 expression with patient survival and prognosis was analyzed by Ualcan database and Kaplan Meier Plotter.LEF1 was highly expressed in Oncomine database, TIMER database and Ualcan database. Kaplan Meier Plotter shows that patients with high LEF1 expression have shorter disease-free survival time and overall survival time (P＜0.05), TIMER database showed that macrophages with high LEF1 mRNA expression in the immune microenvironment have a better 5-year survival prognosis. LEF1 mRNA was significantly correlated with the expression of B cells, neutrophils, CD8+T cells, macrophages, CD4+T cells and dendritic cells in the immune microenvironment of gastric cancer (P＜0.05).The increased expression of LEF1 in gastric cancer is associated with poor prognosis of gastric cancer patients, and it is a potential prognostic indicator of gastric cancer.

Stomach neoplasms; Lymphoid enhancer factor-1; Bioinformatics analysis

南充市市?？萍紤?zhàn)略合作專項（編號：20SXQT0257）；

宋俊梅，女，在讀博士，主要從事腫瘤的內(nèi)科研究，Email：464800797@qq.com；

別俊，男，主任醫(yī)師，主要從事腫瘤內(nèi)科研究，Email：78593860@qq.com。

（2022-1-18）