STK40在腦膠質(zhì)瘤中的表達及其臨床意義的生信分析

馬 壯 張萬宏 劉關(guān)政 吳恒浩 張圣旭

膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最常見的原發(fā)性腫瘤[1]，惡性程度 高，預(yù)后差[2，3]。目前標準的治療以手術(shù)為主，輔以放療和化療（替莫唑胺），但術(shù)后復(fù)發(fā)率高[4]。目前，靶向治療是一種有潛力的治療腫瘤的方法，因此，尋找新的治療靶點，有助于開發(fā)靶向藥物、改善病人的預(yù)后。絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶（serine/threonine proteinkinase，STK）與多種惡性腫瘤有關(guān)，例如慢性淋巴細胞白血病[6]、結(jié)直腸癌[7]、黑色素瘤[8]、乳腺癌[9]等。有文獻報道STK40高表達是低級別膠質(zhì)瘤預(yù)后的獨立影響因素[10]。本文采用生信分析方法探討STK40在膠質(zhì)瘤中的表達及意義。

1 資料和方法

1.1 數(shù)據(jù)庫檢索 運用GEPIA數(shù)據(jù)庫（整合腫瘤細胞全基因組信息的TGGA數(shù)據(jù)庫和正常組織全基因信息的GTEx 數(shù)據(jù)庫），分析STK40 在膠質(zhì)瘤組織及正常腦組織中的表達差異。檢索CGGA 數(shù)據(jù)庫（www.cgga.org.cn），收集膠質(zhì)瘤693 例，分析相關(guān)基因信息及臨床資料，其中36 例未追蹤到生存時間；追蹤到總生存時間的657 例中，男374 例，女283 例；年齡11～76 歲；WHO 分級Ⅱ級172 例，Ⅲ級284 例，Ⅳ級237例；初發(fā)404例，復(fù)發(fā)253例。

1.2 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 26 軟件和GraphPad-Prism9 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析；計量資料用±s表示，采用t檢驗；計數(shù)資料采用χ2檢驗；利用多因素Cox比例回歸風(fēng)險模型分析生存影響因素；采用Pearson相關(guān)系數(shù)分析相關(guān)性；應(yīng)用Kaplan-Meier 法進行生存分析；P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 膠質(zhì)瘤STK40 表達變化 膠質(zhì)母細胞瘤STK40表達水平明顯高于正常腦組織（P＜0.05，圖1）。

圖1 STK40在GBM和正常組織中的表達（來自GEPIA）

2.2 STK40表達與膠質(zhì)瘤病理級別的關(guān)系STK40表達水平與膠質(zhì)瘤病理級別呈正相關(guān)，隨膠質(zhì)瘤病理級別增高，STK40 表達水平明顯增高（P＜0.0001，圖2）。對于WHO 分級Ⅱ級、Ⅲ級膠質(zhì)瘤，復(fù)發(fā)膠質(zhì)瘤STK40 表達水平較初發(fā)膠質(zhì)瘤明顯增高（P＜0.0001；圖2）；而對于WHO 分級Ⅳ級膠質(zhì)瘤，復(fù)發(fā)與初發(fā)無明顯差異（P＞0.05；圖2）。

圖2 STK40表達與膠質(zhì)瘤病理級別的關(guān)系

2.3 STK40 表達水平與膠質(zhì)瘤病理類型的關(guān)系 按2021 年WHO 中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分型，星型細胞瘤（IDH 突變型）、少突膠質(zhì)細胞瘤（IDH 突變型和1p/19q 共缺失型）和膠質(zhì)母細胞腫瘤（IDH 野生型）；結(jié)果表明，星形細胞瘤和膠質(zhì)母細胞瘤STK40 表達水平明顯高于少突膠質(zhì)細胞瘤（P＜0.0001，圖3）。

圖3 STK40表達水平與膠質(zhì)瘤病理類型的關(guān)系

2.4 腦膠質(zhì)瘤生存預(yù)后的影響因素 多因素Cox風(fēng)險比例回歸模型分析結(jié)果顯示，STK40 表達水平、年齡、IDH 突變及1p/19q 聯(lián)合共缺失是腦膠質(zhì)瘤生存預(yù)后的獨立影響因素（P＜0.05；表1）。

表1 腦膠質(zhì)瘤生存預(yù)后影響因素的多因素Cox 比例回歸風(fēng)險模型分析

2.5 STK40 表達水平與腦膠質(zhì)瘤生存預(yù)后的關(guān)系Kaplan-Meier 生存曲線分析顯示，以STK40 表達水平中位數(shù)為界限，分為高表達組和低表達組，結(jié)果表明STK40低表達組中位總生存期明顯長于高表達組（P＜0.0001；圖4）。

圖4 生存曲線分析STK40表達水平與膠質(zhì)瘤生存預(yù)后的關(guān)系

2.6 STK40 表達水平與放療、化療的療效的關(guān)系 接受化療（以替莫唑胺為主）或放療的腦膠質(zhì)瘤，STK40 低表達組生存時間均明顯長于高表達組（P＜0.0001；圖5）。

圖5 生存曲線分析STK40表達水平與膠質(zhì)瘤放化療敏感性的關(guān)系

2.7 STK40 表達水平與ERK/MAPK 信號通路、JNK/MAPK的相關(guān)性Pearson相關(guān)性分析顯示，ERK下游產(chǎn) 物SRF 與STK40 呈 明 顯 正 相 關(guān)（r=0.45；P＜0.0001），JNK下游產(chǎn)物ATF2與STK40表達水平呈明顯負相關(guān)（r=-0.167；P＜0.0001）。

3 討論

STK 存在于各類真核細胞中，其序列結(jié)構(gòu)呈高度保守。研究表明STK過表達可能與腦膠質(zhì)瘤的進展有關(guān)[11，12]。本文分析CGGA 數(shù)據(jù)庫中657 例腦膠質(zhì)瘤的臨床資料，發(fā)現(xiàn)STK40 在腦膠質(zhì)瘤中呈高表達，且病理級別越高，表達水平越高；STK40 表達水平與膠質(zhì)瘤放化療敏感性有關(guān)；STK40 表達水平越高，膠質(zhì)瘤病人預(yù)后越差。

本文發(fā)現(xiàn)ERK下游產(chǎn)物SRF與STK40呈明顯正相關(guān)（r=0.45；P＜0.0001），JNK 下游產(chǎn)物ATF2 與STK40 表 達 水 平 呈 明 顯 負 相 關(guān)（r=-0.167；P＜0.0001）。提示STK40 的作用機制可能與ERK/MAPK、JNK/MAPK 信號通路有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，STK40 可提高MAPK 信號通路調(diào)控細胞增殖、分化與凋亡[13～15]。因此，STK40可能通過調(diào)控MAPK信號通路促進膠質(zhì)瘤增殖，但具體機制仍需深入研究。

綜上所述，本文結(jié)果顯示STK40 表達水平是影響膠質(zhì)瘤生存預(yù)后的獨立影響因素，STK40 可能是膠質(zhì)瘤靶向治療的潛在靶點。