C 末端驅動蛋白 1在肝癌中的表達及其臨床意義

潘丁龍，陳明芬，富曉彬，黃堅候

1福建醫科大學附屬第二醫院腫瘤放射治療科，福建泉州362000

2泉州市第一醫院藥劑科，福建 泉州 362000

原發性肝癌是常見的消化系統惡性腫瘤，世界衛生組織國際癌癥研究機構發布的數據顯示，2018年全球新增腫瘤病例1810萬，死亡病例達970萬，其中新增肝癌病例約84.1萬，占4.7%，肝癌死亡病例約78.2萬，占8.2%[1]。中國肝癌的發病率及病死率均較高，且呈逐年上升趨勢，對中國居民的生命健康造成嚴重威脅，給社會和醫療帶來沉重負擔。肝癌的主要治療手段包括手術、介入治療、放化療、靶向治療及免疫治療等，目前手術仍然是有可能治愈肝癌的重要方法之一，但多數早期肝癌患者無特異性臨床表現，就診時常為中晚期，失去了根治性手術機會。對于中晚期肝癌患者的治療，靶向藥物發揮著重要作用，基于SHARP研究和REFLECT研究結果，多個腫瘤治療指南相繼推薦索拉非尼和侖伐替尼用于晚期不可切除肝癌患者的一線治療，具有一定的療效，但其總體生存率仍不理想[2-3]。因此，尋找肝癌潛在的精準治療靶點具有十分重要的臨床意義。驅動蛋白在腫瘤的發生、發展過程中發揮非常重要的作用。C末端驅動蛋白1（kinesin family member C1，KIFC1）參與中心體的聚集，在維持腫瘤細胞的存活中發揮關鍵作用[4]。已有研究表明，KIFC1在乳腺癌[5]、腎癌[6]、非小細胞肺癌[7]中的高表達狀態與患者的預后差有關，目前關于KIFC1在肝癌中的表達及其與預后的關系和可能的機制少見報道。本研究通過應用Oncomine、TPA及UALCAN數據庫分析KIFC1在肝癌組織及正常肝臟組織中的表達情況，并探討KIFC1表達與肝癌患者臨床特征及預后的關系，通過STRING數據庫分析與KIFC1相互作用的蛋白，并基于DAVID數據庫進行基因本體（gene ontology，GO）功能注釋及京都基因與基因組百科全書（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）通路富集分析，初步探討KIFC1在肝癌發生、發展中的作用機制，旨在為肝癌的靶向治療及后續機制研究提供可靠的理論依據，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 數據庫分析

通過Oncomine數據庫分析KIFC1在不同腫瘤中的表達情況及其在肝癌組織及正常肝臟組織中的表達差異，并進行Meta分析。利用TPA數據庫中的免疫組化結果分析KIFC1在肝癌組織及肝臟正常組織中的表達情況。通過UALCAN數據庫分析KIFC1表達與肝癌患者臨床特征及預后的關系。通過STRING數據庫分析與KIFC1相互作用的蛋白，并將檢索到的與KIFC1相互作用的蛋白在DAVID數據庫中進行GO功能注釋及KEGG通路富集分析。

1.2 檢索方法

1.2.1 Oncomine數據庫檢索在Oncomine數據庫中設定檢索條件。①Gene：KIFC1；②Data Type：mRNA；③Analysis Type：CancervsNormal analysis；④臨界值限定：P＜0.01，Fold Change＞1.5，Gene Rank=Top10%。

1.2.2 TPA數據庫檢索在TPA數據庫中設定檢索條件。①Gene：KIFC1；②Tissue：Liver；③Pathology：Liver cancer-Protein expression；④Staining：High。

1.2.3 UALCAN數據庫檢索在UALCAN數據庫中設定檢索條件。①Gene symbol：KIFC1；②TCGA dataset：Liver hepatocellular carcinoma；③Links for analysis：Expression（based on sample types,tumor grade,individual cancer stages）；④Links for analysis：Survival。

1.2.4 STRING數據庫檢索在STRING數據庫中設定檢索條件。①Protein Name：KIFC1；②Organism：Homo sapiens；③Basic Settings：active interaction sources（Experiments，Co-expression，Co-occurrence），minimum required interaction score（highest confidence）。

1.2.5 基于DAVID數據庫進行GO功能注釋及KEGG通路富集分析在DAVID數據庫中將STRING數據庫中檢索到與KIFC1相互作用的蛋白全部輸入Gene List檢索框中進行檢索，并選擇①Homo sapiens；②Gene Ontology：GOTERM BP（CC，MF）DIRECT；③Pathway：KEGG。

1.3 統計學方法

采用SPSS 20.0軟件對數據進行統計分析，計量資料以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用t檢驗。采用Kaplan-Meier法繪制生存曲線，組間比較采用Log-rank檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 Oncomine數據庫中KIFC 1在不同腫瘤及組織中的表達情況

通過Oncomine數據庫檢索出KIFC1相關研究346項，其中74項研究顯示腫瘤組織和正常組織中KIFC1的表達差異有統計學意義，68項研究顯示腫瘤組織中KIFC1高表達，6項研究顯示腫瘤組織中KIFC1低表達，3項關于肝癌的研究顯示KIFC1在肝癌組織中高表達，沒有研究顯示KIFC1在肝癌組織中低表達，Meta分析顯示KIFC1在肝癌組織中的表達水平高于正常肝臟組織。（圖1）

圖1 KIFC 1在不同腫瘤中的表達情況

2.2 TPA數據庫中KIFC 1在肝癌組織及正常肝臟組織中的表達情況

TPA數據庫中的免疫組化結果顯示，KIFC1在正常肝臟組織中不表達，在肝癌組織中高表達。（圖2）

圖2 KIFC 1在正常肝臟組織及肝癌組織中的表達情況（免疫組化EnVision法，×100）

2.3 UALCAN數據庫中KIFC 1表達與肝癌患者臨床特征及預后的關系

UALCAN數據庫顯示，KIFC1在肝癌組織中的表達水平為（4.599±1.334），高于正常肝臟組織的（0.179±0.027），差異有統計學意義（P＜0.05），且KIFC1的表達水平隨著腫瘤分級（Ⅰ級：1.988±0.611，Ⅱ級：3.289±0.879，Ⅲ級：8.497±1.877，Ⅳ級：8.542±2.049）及 TNM分期（Ⅰ期：3.478±0.853，Ⅱ期：5.337±1.260，Ⅲ期：7.927±2.283）的升高而升高（P＜0.01）（納入的Ⅳ期病例數較少，因此差異無統計學意義），KIFC1低表達組肝癌患者的生存情況明顯優于KIFC1高表達組患者，差異有統計學意義（P＜0.01）（圖3）。

圖3 KIFC 1高表達組（ n=90）和KIFC 1低表達組（ n=275）肝癌患者的生存曲線

2.4 STRING數據庫中與KIFC 1相互作用的蛋白分析

STRING數據庫顯示，與KIFC1相互作用的蛋白有8個，分別是驅動蛋白家族成員11（kinesin family member 11，KIF11）、泛素結合酶 E2C（ubiquitin conjugating enzyme E2 C，UBE2C）、極光激酶B（aurora kinase B，AURKB）、細胞周期蛋白B2（cyclin B2，CCNB2）、有絲分裂的檢查點絲氨酸/蘇氨酸激酶（BUB1 mitotic checkpoint serine/threonine kinase，BUB1）、細胞分裂周期相關蛋白 8（cell division cycle associated 8，CDCA8）、驅動蛋白家族成員2C（kinesin family member 2C，KIF2C）、細胞分裂周期蛋白20（cell division cycle 20，CDC20）。（圖4）

圖4 KIFC 1相關蛋白相互作用網絡圖

2.5 DAVID數據庫中GO功能注釋及KEGG通路分析結果

將STRING數據庫中檢索到的8個相互作用蛋白在DAVID數據庫中進行GO功能注釋及KEGG通路富集分析，結果顯示：生物學過程包含有絲分裂中期赤道板的結合、微管運動、后期促進復合物分解代謝、有絲分裂紡錘體的組裝及細胞分裂5類過程，細胞組分主要集中于細胞膜、著絲粒、細胞質等11類組分，分子功能包括腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）結合、微管運動活性、ATP酶的活性激活3類功能，9種基因涉及的KEGG通路包括卵母細胞減數分裂、細胞周期、孕激素介導的卵細胞成熟和泛素-蛋白酶體通路4條信號通路。（表1）

表1 KIFC 1和相關基因的GO功能注釋及KEGG通路富集

3 討論

盡管過去幾十年來肝癌基因及分子水平的研究不斷深入，也不斷有靶向藥物應用于臨床治療，但患者預后仍較差，總體治療效果并不理想。究其原因，與肝癌的惡性程度高有關，亦與其缺乏有效的特異性靶點有關，因此，尋找新的預后標志物及治療靶點尤為重要。

KIFC1又稱驅動蛋白類似蛋白HEST，是一種C末端驅動蛋白，在有絲分裂紡錘體組裝過程中發揮重要作用[8]。基礎研究發現，KIFC1在不同組織中廣泛表達，在睪丸中表達水平最高，在精原細胞中主要分布于細胞質，與微管共定位，而在精母細胞的細胞核中可檢測到KIFC1高信號，在早期精子細胞中，KIFC1從細胞核進入細胞質，并協助微管組裝，最后在成熟精子頂體中弱表達，表明KIFC1可能參與精原細胞的有絲分裂、精母細胞減數分裂及精子發生過程中頂體的形成[9]。近年來，KIFC1在腫瘤發生、發展過程中的作用逐漸引起關注。Liu等[7]首次證明KIFC1可作為非小細胞肺癌的預后因素，并發現KIFC1低表達可以抑制腫瘤細胞增殖，其機制主要是在G2/M期細胞中上調p21的表達從而抑制細胞分裂周期基因2（cell division cycle 2，CDC2）的表達，進而影響細胞周期進程。Sekino等[10]研究發現，KIFC1的表達情況與前列腺癌Gleason評分及脈管浸潤有關，KIFC1高表達前列腺癌患者的無復發生存率低于KIFC1低表達患者，提示KIFC1在前列腺癌的發展過程中具有重要作用，多因素分析顯示KIFC1高表達是前列腺癌的預后不良因素，且與多西他賽的化療療效差有關。同樣，在乳腺癌[11]、卵巢癌[12]研究中KIFC1高表達與患者預后差有關。另有研究表明，KIFC1高表達與肺癌腦轉移有關[13]。以上研究結果均表明，KIFC1高表達與腫瘤患者預后差有關，但機制尚不明確。在食管癌的研究中，KIFC1表達與預后不相關[14]。本研究基于大數據分析發現，KIFC1在肝癌組織中高表達，而在正常肝臟組織中低表達或表達缺失。此外，KIFC1在肝癌中的高表達與患者預后不良有關。通過富集分析發現，KIFC1可能通過卵母細胞減數分裂、細胞周期、孕激素介導的卵細胞成熟和泛素-蛋白酶體通路發揮作用。本研究結果表明，KIFC1在肝癌的發生、發展過程中可能起著致癌基因的作用。

綜上所述，KIFC1在肝癌中表達水平較高，且其高表達與患者預后差有關，為肝癌治療提供了潛在的分子靶點，為進一步研究肝癌發生、發展的分子機制提供了重要的理論依據。