基于生物信息學(xué)分析NAA15在肝臟肝細(xì)胞癌中的表達(dá)及其預(yù)后價(jià)值

劉潔蘭 李鈺穎 盧詩麗 侯沅林 胡 婷 唐玉蓮▲

1.右江民族醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)學(xué)院，廣西百色 533000；2.右江民族醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，廣西百色 533000

肝臟肝細(xì)胞癌（liver hepatocellular carcinoma，LIHC）是高發(fā)于亞洲和非洲的一種惡性腫瘤，而我國是LIHC的高發(fā)地區(qū)，其病死率位于我國惡性腫瘤前列[1-2]。LIHC嚴(yán)重威脅患者的健康，雖然手術(shù)治療已取得較好的成效，但預(yù)后效果仍很差[3]。因此發(fā)現(xiàn)和研究LIHC的相關(guān)基因?qū)IHC的早期診斷及預(yù)后十分重要。N-α-乙酰轉(zhuǎn)移酶15（NAA15）是N-末端乙酰基轉(zhuǎn)移酶（NATA）復(fù)合物的輔助亞基，通過參與翻譯后蛋白質(zhì)修飾調(diào)節(jié)細(xì)胞的多種功能，對(duì)正常細(xì)胞的功能至關(guān)重要[4]。有研究報(bào)道NAA15在多種成人組織中低表達(dá)，但在結(jié)腸癌、胃癌、白血病、Burkitt淋巴瘤等中表達(dá)增高[5-6]。而且NAA15與智力水平的可變障礙、自閉癥譜系障礙和先天性異常也有關(guān)[7]。但目前尚未見NAA15參與LIHC并指示其預(yù)后價(jià)值的研究報(bào)道，故本研究擬通過多個(gè)數(shù)據(jù)庫對(duì)NAA15基因進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，分析NAA15在LIHC中的表達(dá)及其預(yù)后價(jià)值，為臨床診斷和治療提供有效的依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 方法

1.1.1 分析NAA15在各種癌種中的表達(dá) 使用TIMER 2.0數(shù)據(jù)庫可得到NAA15在各種腫瘤組織和正常組織中的表達(dá)方框圖。

1.1.2 分析NAA15在LIHC中的差異表達(dá) 使用UALCAN數(shù)據(jù)庫分析NAA15在LIHC和正常組織中的表達(dá)。

1.1.3NAA15在不同臨床病理特征中的差異表達(dá) 在UALCAN數(shù)據(jù)庫中選擇腫瘤分期、性別、年齡等方面進(jìn)行相關(guān)性分析。

1.1.4 分析NAA15與LIHC預(yù)后的關(guān)系 利用KM Plotter數(shù)據(jù)庫分析NAA15對(duì)LIHC患者總生存期和無病生存期的影響，并繪制樣本表達(dá)與生存關(guān)系KM生存曲線。

1.1.5NAA15互作蛋白以及功能富集分析 利用STRING數(shù)據(jù)庫構(gòu)建蛋白互作網(wǎng)絡(luò)，篩選出與NAA15基因的相關(guān)基因。使用DAVID數(shù)據(jù)庫對(duì)NAA15相關(guān)基因進(jìn)行功能富集分析。

1.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

數(shù)據(jù)分析多采用數(shù)據(jù)庫默認(rèn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法進(jìn)行，NAA15在各種腫瘤組織和正常組織中的表達(dá)采用Wilcoxon檢驗(yàn)（TIMER 2.0數(shù)據(jù)庫）；NAA15在LIHC與正常組織中的表達(dá)水平比較采用單因素方差分析（UALCAN數(shù)據(jù)庫）；NAA15高表達(dá)組和低表達(dá)組生存率的比較采用Logrank檢驗(yàn)（KM Plotter數(shù)據(jù)庫）。P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 NAA15在各種癌癥中的表達(dá)

TIMER 2.0數(shù)據(jù)庫結(jié)果顯示，NAA15在LIHC等多種癌癥組織中都有較高的表達(dá)（圖1）。

圖1 NAA15在各種腫瘤組織和正常組織中的表達(dá)情況

2.2 NAA15在LIHC和正常組織中的表達(dá)

UALCAN數(shù) 據(jù) 庫 顯 示NAA15在LIHC中 的表達(dá)高于正常組織，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05）（圖2）。

圖2 NAA15在LIHC和正常組織中的表達(dá)差異

2.3 NAA15在不同的臨床病理特征中的差異表達(dá)

UALCAN數(shù)據(jù)庫結(jié)果顯示，相對(duì)于正常對(duì)照組，不同的腫瘤分期、性別、年齡以及體重的患者中，NAA15的表達(dá)量不同，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05）。

2.3.1NAA15在不同腫瘤分期LIHC患者中的表達(dá) 從圖3可看出NAA15在不同的腫瘤分期中的表達(dá)量是不同的，且都比正常對(duì)照組的表達(dá)量高，在2期和3期肝癌患者中，NAA15的表達(dá)水平較1期肝癌患者升高（P＜ 0.05）。

圖3 不同腫瘤分期的患者中NAA15的表達(dá)量

2.3.2NAA15在不同性別LIHC患者中的表達(dá) 由圖4可知NAA15在LIHC中的表達(dá)量與患者的性別有關(guān)，在男性和女性患者中的表達(dá)量有所不同，且女性患者的表達(dá)量高于男性患者（P＜ 0.05）。

圖4 不同性別的患者中NAA15的表達(dá)量

2.3.3NAA15在不同年齡LIHC患者中的表達(dá) 圖5為

圖5 不同年齡的患者中NAA15的表達(dá)量

NAA15在不同年齡段的肝癌患者中的表達(dá)。LIHC患者中，NAA15在各個(gè)年齡段的表達(dá)都高于正常對(duì)照組（P＜ 0.05）。

2.3.4NAA15在不同體重LIHC患者中的表達(dá) 在正常重量或者偏肥胖的患者中，NAA15的表達(dá)量都高于正常對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05）（圖6）。

圖6 不同體重的患者中NAA15的表達(dá)量

2.4 NAA15基因與LIHC預(yù)后的關(guān)系

Kaplan-Meier生存分析結(jié)果顯示，在LIHC中高表達(dá)NAA15的患者，其總生存期和無病生存期相對(duì)于低表達(dá)者均較低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），見圖7。

圖7 NAA15基因與LIHC的預(yù)后關(guān)系

2.5 NAA15互作蛋白及其相關(guān)基因的功能富集分析

STRING數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的NAA15互作蛋白網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)19個(gè)蛋白與NAA15基因存在緊密關(guān)系（圖8）。它們經(jīng)功能富集，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其主要參與3個(gè)信號(hào)通路、8個(gè)分子功能、10個(gè)細(xì)胞組分和9個(gè)生物學(xué)過程（圖9）。

圖8 與NAA15基因存在緊密互作關(guān)系的蛋白

圖9 NAA15基因及相關(guān)基因的功能富集

3 討論

NATA復(fù)合物對(duì)于共轉(zhuǎn)移蛋白的修飾和多種細(xì)胞過程的調(diào)節(jié)非常重要，而NAA15是N-乙酰轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物的重要組成部分，對(duì)細(xì)胞的周期及存活有一定的調(diào)節(jié)作用[4]。Sugiura等[8]在谷氨酸受體（NMDAR）淘汰小鼠身上首次發(fā)現(xiàn)NAA15基因，并且受NMDAR功能的生理水平調(diào)節(jié)。有研究表明，NATH（NAA15別名）基因在非腫瘤甲狀腺組織中的甲狀腺乳頭狀癌mRNA水平上過表達(dá)[5]。而且NAA15的N端區(qū)域和C端內(nèi)部基本螺旋的改變會(huì)影響NATA與核糖體相互作用的能力[9]。Cheng等[7]通過基因型優(yōu)先的全外顯子和基因組測(cè)序方法以及有針對(duì)性的測(cè)序分析，證明了NAA15中存在的基因中斷（LGD）變異與臨床上的神經(jīng)綜合征有關(guān)系。而Zhao等[10]提供的多種證據(jù)也表明NAA15中的變種與智力殘疾密切相關(guān)。同時(shí)NAA15變異也會(huì)導(dǎo)致兒童肥厚型心肌病的發(fā)生[4]。由此可見，NAA15具有十分重要的研究?jī)r(jià)值。

本研究結(jié)果顯示，NAA15在LIHC中的表達(dá)水平與正常組織相比較高。高表達(dá)的NAA15與腫瘤分期、性別、年齡等都有關(guān)，且高表達(dá)NAA15的患者其總生存期和無病生存期相對(duì)于低表達(dá)者均較低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)非受體酪氨酸激酶（ABL1）、NAA10和活化激酶4（PAK4）等為NAA15的緊密互作蛋白，經(jīng)功能富集分析，發(fā)現(xiàn)它們主要參與乙酰轉(zhuǎn)移酶活性的調(diào)節(jié)、有絲分裂吞噬的正調(diào)控、N終端蛋白氨基酸乙酰化和凋亡過程的負(fù)調(diào)節(jié)，是細(xì)胞高爾基體、胞漿核糖體、核質(zhì)、NatB復(fù)合體等的組成成分，而且在ErbB信號(hào)通路、軸突導(dǎo)向信號(hào)通路、腎細(xì)胞癌等癌癥路徑的信號(hào)通路起作用。多種癌癥的發(fā)生都與ErbB信號(hào)通路有關(guān)，ErbB信號(hào)通路已被證明與多發(fā)性骨髓瘤的發(fā)病機(jī)制有關(guān)[11]，還參與了宮頸癌的發(fā)生發(fā)展[12]。軸突導(dǎo)向信號(hào)通路是主要的神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)通路，同時(shí)也是細(xì)胞癌變、癌癥發(fā)生發(fā)展的重要通路，其促進(jìn)了乳腺癌等癌癥的進(jìn)展[13]。而且NAA15的相關(guān)基因P21活化激酶4被發(fā)現(xiàn)通過激活MEK/ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路使胃癌細(xì)胞產(chǎn)生順鉑耐藥性[14]，ABL1被報(bào)道在肝細(xì)胞癌中過表達(dá)[15]。另外，NAA10基因也被報(bào)道通過mTOR信號(hào)通路、Ca2+/MLCK信號(hào)通路等多條信號(hào)通路參與多種癌癥的發(fā)生發(fā)展過程[16]。由此可見，與NAA15緊密互作的這些蛋白大都與腫瘤有關(guān)。

綜上所述，NAA15基因可能是導(dǎo)致LIHC患者預(yù)后不良的危險(xiǎn)因素。另外，ABL、NAA10和PAK4等多個(gè)基因與NAA15緊密相關(guān)，本研究可為進(jìn)一步探討LIHC發(fā)病機(jī)制以及預(yù)后價(jià)值提供一定的理論依據(jù)。