基于公共數(shù)據(jù)庫(kù)分析FOXM1 在軟組織肉瘤中的表達(dá)及臨床預(yù)后意義

馬靖琳，王 婷，肖紅斌，王翠芳，安麗萍，周延峰

（1.蘭州大學(xué)第二醫(yī)院/甘肅省骨關(guān)節(jié)疾病研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730030；2.蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730050；3.蘭州大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州 730030）

軟組織肉瘤（soft tissue sarcomas，STSs）是一種罕見(jiàn)的起源于間葉組織的惡性腫瘤，在成人惡性腫瘤中約占1%。盡管局部治療如手術(shù)、化療和放療取得了成功的進(jìn)展，但是也存在術(shù)后復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移、預(yù)后差、化療療效差等弊端[1]。因此，全面闡釋STS 的發(fā)生發(fā)展和分子機(jī)制，對(duì)于促進(jìn)STS 的防治、改善預(yù)后具有極其重要的臨床意義。隨著分子病理學(xué)的發(fā)展，已經(jīng)證實(shí)多個(gè)基因與STSs 的進(jìn)展有關(guān)。然而，目前尚缺少可以指導(dǎo)預(yù)后的臨床生物標(biāo)志物。叉頭轉(zhuǎn)錄因子M1（forkhead box M1，F(xiàn)OXM1）是FOX 家族重要成員之一，在乳腺癌[2]、膀胱癌[3]、結(jié)直腸癌[4]、胃癌[5]、肺癌[6]、卵巢癌[7]、甲狀腺癌[8]及骨肉瘤[9]等多種癌癥中過(guò)表達(dá)，并參與腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲、遷移、血管生成、化療耐藥及放療抵抗等，成為許多惡性腫瘤不良預(yù)后的預(yù)測(cè)指標(biāo)[10]。盡管FOXM1 在許多腫瘤中起著關(guān)鍵作用，但仍缺少探討FOXM1 與STSs 之間關(guān)系的研究。為此，本研究旨在應(yīng)用生物信息學(xué)的方法分析FOXM1 在STSs 中的表達(dá)、預(yù)后及功能，深入分析STS 相關(guān)基因的信息，以期為STSs 靶基因治療提供新方向。

1 資料與方法

1.1 FOXM1 在STSs 中的表達(dá)分析 在Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)（https://www.oncomine.org/resource/login.html）分析FOXM1 在常見(jiàn)惡性腫瘤尤其是STSs 中的表達(dá)水平。篩選條 件：“Gene：FOXM1”；“Cancer Type：Sarcoma”；“Analysis Type：Cancer vs.Normal Analysis”；“Data Type：mRNA”，P和Fold Change（FC）分別設(shè)置為0.05 和1.5。通過(guò)GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)（http://gepia.cancer-pku.cn/index.html）分析癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atla，TCGA）數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源的基因組數(shù)據(jù)并加以驗(yàn)證。選擇單基因分析工具中“Expression Boxplot”模塊，篩選條件：“Gene：FOXM1”；“Datasets Selection(Cancer name)：SARC”；“|Log2FC| Cutoff=1”；“P-value Cutoff=0.01”。通過(guò)Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)一步分析FOXM1 在不同病理類(lèi)型STSs 芯片中的表達(dá)水平。選擇Barretina Sarcoma和Detwiller Sarcoma 中的STSs 芯片數(shù)據(jù)。通過(guò)CCLE 數(shù)據(jù)庫(kù)（http://portals.broadinstitute.org/ccle）分析FOXM1 在STSs 細(xì)胞系中的表達(dá)水平。下載mRNA expression (RNAseq)_FOXM1 相關(guān)數(shù)據(jù)，在Excel 中進(jìn)行整理并繪制FOXM1 在STSs 細(xì)胞系中表達(dá)水平的柱狀圖。

1.2 FOXM1 的表達(dá)水平與STSs 患者臨床特征及預(yù)后的關(guān)系 在UALCAN 數(shù)據(jù)庫(kù)（http://ualcan.path.uab.edu/analysis.html）分析STSs 中FOXM1 mRNA表達(dá)水平與性別、種族及年齡的關(guān)系。篩選條件：“gene symbol(s)：FOXM1”；“TCGA dataset：Sarcoma”。在GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)中分析FOXM1 與STSs 總生存率（overall survival，OS）和無(wú)疾病生存率（disease-free survival，DFS）關(guān)系。選擇單基因分析工具中“Survival Plots”模塊，篩選條件：“Gene：FOXM1”；“Datasets Selection (Cancer name)：SARC”；“Methods：Overall Survival or Disease Free Survival(RFS)”；“Group Cutoff：Median”。

1.3 FOXM1 與互作蛋白之間的作用 通過(guò)STRING在線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)（https://string-db.org）分析FOXM1 與上下游蛋白的相互作用，并獲得以FOXM1 為中心的蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)圖（protein-protein interaction，PPI）。篩選條件：“Protein Name：FOXM1”；“organism：Homo sapiens”。應(yīng)用GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)“Correlation Analysis”模塊對(duì)FOXM1 和PPI 中排名前4 的互作基因進(jìn)行Pearson 相關(guān)性分析。選擇單基因分析工具中“Correlation”模塊，篩選條件：“Correlation Coefficient：Pearson”。

1.4 GO 功能注釋和KEGG 信號(hào)通路分析 使用DAVID 數(shù)據(jù)庫(kù)（https://david.ncifcrf.gov/）對(duì)FOXM1及STRING 中獲得的FOXM1 互作基因集合進(jìn)行GO 功能注釋和KEGG 信號(hào)通路富集分析，以人的所有基因?yàn)楸尘盎颍@著性閾值取P＜0.05，獲得相對(duì)FOXM1 具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的分析。其中GO 分析由細(xì)胞組分（cellular component）、分子功能（molecular function）、生物過(guò)程（biological process）3 個(gè)部分組成，分析結(jié)果用R 軟件進(jìn)行可視化展示。

1.5 FOXM1 與PI3K/AKT 信號(hào)通路關(guān)鍵分子在STSs中的表達(dá)相關(guān)性 通過(guò)GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)分析FOXM1與PI3K/AKT 信號(hào)通路關(guān)鍵分子磷脂酰肌醇3-激酶催化亞基α（PIK3CA）、AKT1 及哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）在STSs 中的表達(dá)相關(guān)性，方法同1.3。

2 結(jié)果

2.1 STSs 中FOXM1 的表達(dá)分析

2.1.1 FOXM1 在常見(jiàn)惡性腫瘤中的表達(dá)水平FOXM1 在常見(jiàn)惡性腫瘤和癌旁組織中mRNA 表達(dá)差異水平見(jiàn)圖1。共有455 項(xiàng)不同類(lèi)型的研究結(jié)果，其中有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的研究結(jié)果共計(jì)78 項(xiàng)，F(xiàn)OXM1表達(dá)增高的研究有75 項(xiàng)，表達(dá)降低的研究有3 項(xiàng)。與正常癌旁組織相比，F(xiàn)OXM1 在STSs、肺癌、乳腺癌、淋巴瘤、結(jié)直腸癌、頭頸鱗狀細(xì)胞癌、宮頸癌及卵巢癌等大多數(shù)癌癥組織中表達(dá)上調(diào)，僅在白血病中表達(dá)下調(diào)。

圖1 Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)中FOXM1 在常見(jiàn)惡性腫瘤中的表達(dá)情況

2.1.2 FOXM1 在STSs 和癌旁組織中mRNA 的表達(dá)水平 在Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)中，薈萃比較9 項(xiàng)涉及STSs 癌組織和癌旁組織中mRNA 表達(dá)的數(shù)據(jù)集，其中與癌旁組織比較的研究包括去分化脂肪肉瘤（dedifferentiated liposarcoma）、平滑肌肉瘤（leiomyosarcoma）、黏液纖維肉瘤（myxofibrosarcoma）、多形性脂肪肉瘤（pleomorphic liposarcoma）、纖維肉瘤（fivrosarcoma）、惡性纖維組織細(xì)胞瘤（malignant fibrous histiocytoma）、圓細(xì)胞脂肪肉瘤（round cell liposarcoma）等。結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，F(xiàn)OXM1的中位數(shù)數(shù)值在所有差異表達(dá)基因中排名27，在STSs 組織中呈高表達(dá)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=6.27×10-8，圖2A）。為了驗(yàn)證Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)果，通過(guò)GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)分析TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源的基因組數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示FOXM1 mRNA 在STSs 組織中的表達(dá)高于正常組織（P＜0.05，圖2B），與Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)果相符。

圖2 FOXM1 表達(dá)情況分析圖

2.1.3 FOXM1 表達(dá)水平與STSs 病理類(lèi)型的關(guān)系 為了進(jìn)一步明確FOXM1 表達(dá)水平與STSs 不同病理類(lèi)型的關(guān)系，在Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)中選取Barretina Sarcoma 和Detwiller Sarcoma 的STSs 芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，F(xiàn)OXM1 在去分化脂肪肉瘤、纖維肉瘤、平滑肌肉瘤、粘液纖維肉瘤及多形脂肪肉瘤等STSs 中的表達(dá)高于正常脂肪組織（P＜0.05），見(jiàn)圖3。

圖3 Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)中FOXM1 在不同STSs 芯片中的表達(dá)情況

2.1.4 FOXM1 在STSs 細(xì)胞系中的表達(dá)水平 在CCLE 數(shù)據(jù)庫(kù)中下載mRNA expression（RNAseq）_FOXM1 原始數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示在A204 等25 個(gè)原發(fā)灶來(lái)源和GCT 等5 個(gè)轉(zhuǎn)移灶來(lái)源的STSs 細(xì)胞系中，F(xiàn)OXM1 呈高表達(dá)，見(jiàn)圖4。

圖4 CCLE 數(shù)據(jù)庫(kù)中FOXM1 在STSs 細(xì)胞系的表達(dá)情況

2.2 FOXM1 的表達(dá)水平與STSs 患者臨床特征及預(yù)后的關(guān)系

2.2.1 FOXM1 的表達(dá)水平與STSs 患者臨床特征的關(guān)系 利用UALCAN 分析FOXM1 mRNA 的表達(dá)水平與STSs 臨床病理特征的關(guān)系，結(jié)果顯示FOXM1 mRNA 的表達(dá)水平與性別相關(guān)，與種族、年齡無(wú)關(guān)，見(jiàn)圖5。

圖5 UALCAN 數(shù)據(jù)庫(kù)中FOXM1 mRNA 表達(dá)與STSs 臨床病理特征的關(guān)系

2.2.2 FOXM1 的表達(dá)水平與STSs 患者預(yù)后的關(guān)系通過(guò)GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)分析FOXM1 的表達(dá)水平與STSs 患者預(yù)后的關(guān)系，結(jié)果顯示與FOXM1 低表達(dá)組比較，F(xiàn)OXM1 高表達(dá)組患者總生存率（OS）和無(wú)疾病生存率（DFS）降低（OS：HR=1.5，P＜0.05；DFS：HR=1.8，P＜0.05），見(jiàn)圖6。

圖6 GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)中FOXM1 mRNA 的表達(dá)與STSs 患者預(yù)后的關(guān)系

2.3 FOXM1 相互作用網(wǎng)絡(luò) 通過(guò)STRING 在線(xiàn)網(wǎng)站獲取FOXM1 共表達(dá)分子，得到具有21 個(gè)節(jié)點(diǎn)和191 個(gè)連接的蛋白互作網(wǎng)絡(luò)（圖7A），其中與FOXM1 相互作用的蛋白包括CCNB1、PLK1、CDK1、CCNA2、MYBL2、CCNB2、CENPF、CDK2、CDC25A、CDC20（score＞0.900）等，大多數(shù)均參與細(xì)胞增殖、分裂、分化、細(xì)胞周期調(diào)控等生理功能。應(yīng)用GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)FOXM1 和PPI 中排名前4 的互作基因進(jìn)行Pearson 相關(guān)性分析。結(jié)果顯示，在STSs 組織中，F(xiàn)OXM1 mRNA 的表達(dá)水平與CCNB1（r=0.69，圖7B）、PLK1（r=0.75，圖7C）、CDK1（r=0.60，圖7D）及CCNA2 mRNA（r=0.69，圖7E）的表達(dá)水平均呈正相關(guān)。

圖7 FOXM1 的共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)圖和FOXM1 基因與PPI 中排名前4 的互作基因在STSs 中的表達(dá)相關(guān)性

2.4 GO 功能注釋和KEGG 信號(hào)通路富集分析 將STRING 在線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的FOXM1 互作基因構(gòu)建基因集，在DAVID 數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行GO 功能注釋和KEGG 信號(hào)通路分析，GO 分析顯示該基因集富集到38 個(gè)細(xì)胞組分，主要是紡錘體、微管、中心體、核漿、胞漿、染色體等；富集到36 個(gè)分子功能，包括激酶結(jié)合、細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性蛋白Ser/Thr 激酶活性、蛋白激酶結(jié)合、組蛋白激酶活性、磷酸轉(zhuǎn)移酶活性等；富集到431 個(gè)生物學(xué)過(guò)程，包括有絲分裂細(xì)胞周期調(diào)控、細(xì)胞分裂、核分裂等（圖8A）。KEGG 信號(hào)通路分析顯示該基因集富集到16 條信號(hào)通路，主要參與細(xì)胞周期信號(hào)通路、卵母細(xì)胞減數(shù)分裂信號(hào)通路、p53 信號(hào)通路、FOXO 信號(hào)通路及PI3K-Akt 信號(hào)通路等（圖8B）。

圖8 FOXM1 及其互作基因集的GO 功能注釋和KEGG 通路分析

2.5 FOXM1 與PI3K/AKT 信號(hào)通路關(guān)鍵分子在STSs中的表達(dá)相關(guān)性 利用GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)分析FOXM1與PI3K/AKT 信號(hào)通路中部分關(guān)鍵分子如磷脂酰肌醇3-激酶催化亞基α（PIK3CA）、AKT1、哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）及Polo 樣激酶1（Polo-like Kinase 1，PLK1）在STSs 中的表達(dá)相關(guān)性，Pearson 相關(guān)分析顯示，在STSs 組織中FOXM1 mRNA 的表達(dá)水平與PIK3CA、AKT1 及mTOR mRNA 的表達(dá)水平均呈正相關(guān)（r=0.26、0.43、0.42），見(jiàn)圖9。

圖9 FOXM1 基因與PI3K/AKT 信號(hào)通路中部分關(guān)鍵分子在STSs 中的表達(dá)相關(guān)性

3 討論

轉(zhuǎn)錄因子在人類(lèi)基因表達(dá)中發(fā)揮重要作用，構(gòu)成了極其復(fù)雜的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，這些轉(zhuǎn)錄因子的失調(diào)可能導(dǎo)致癌癥的發(fā)生和發(fā)展，可以成為癌癥診斷和治療的靶點(diǎn)。FOXM1 屬于FOX 家族基因，位于12p13.33 染色體上，其對(duì)應(yīng)的蛋白由N-端自抑制結(jié)構(gòu)域、高度保守的螺旋翼DNA 結(jié)合結(jié)構(gòu)域及C-端反式激活結(jié)構(gòu)域組成。FOXM1 參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡；細(xì)胞周期調(diào)控、有絲分裂進(jìn)程；組織穩(wěn)態(tài)、血管生成、DNA 損傷修復(fù)及氧化應(yīng)激等生命活動(dòng)。然而，F(xiàn)OXM1 在STSs 中的作用未見(jiàn)報(bào)道。

本研究采用生物信息學(xué)大數(shù)據(jù)整合分析的方式探討FOXM1 在STSs 中的表達(dá)及對(duì)STSs 疾病預(yù)后的價(jià)值。利用腫瘤數(shù)據(jù)庫(kù)Oncomine 和TCGA 等中收錄的基因表達(dá)芯片數(shù)據(jù)，有效避免了因STSs 樣本量太少帶來(lái)的研究困難和統(tǒng)計(jì)誤差。結(jié)果顯示，F(xiàn)OXM1 基因在STSs 組織中的表達(dá)高于癌旁正常組織，該結(jié)果進(jìn)一步在GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)得到驗(yàn)證。因此，兩個(gè)不同來(lái)源的癌癥大數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)均表明，F(xiàn)OXM1 基因在STSs 組織中的表達(dá)升高。

STSs 組織學(xué)分型、分級(jí)和分期較多，臨床特征病理組織學(xué)存在相當(dāng)大的不確定性。本研究選取Barretina Sarcoma 和Detwiller Sarcoma 腫瘤亞型分類(lèi)數(shù)據(jù)完整的2 項(xiàng)進(jìn)行亞組分析，進(jìn)一步明確FOXM1 在STSs 不同亞型中的表達(dá)升高是否具有差異性。結(jié)果顯示，F(xiàn)OXM1 在STSs 不同亞型中的表達(dá)升高是一種普遍現(xiàn)象，不存在差異性。同時(shí)，在CCLE 數(shù)據(jù)庫(kù)分析FOXM1 在所有包括25 個(gè)原發(fā)灶來(lái)源和5 個(gè)轉(zhuǎn)移灶來(lái)源的STSs 細(xì)胞株中的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)FOXM1 在STSs 細(xì)胞中呈高表達(dá)。這些結(jié)果均提示FOXM1 參與STSs 的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程。

通過(guò)FOXM1 基因與臨床病理特征的關(guān)系分析發(fā)現(xiàn)，該基因的表達(dá)水平存在性別差異，與種族、年齡無(wú)關(guān)。進(jìn)一步生存分析顯示，F(xiàn)OXM1 基因表達(dá)水平和STSs 患者的OS 和DFS 存在相關(guān)性，F(xiàn)OXM1高表達(dá)的患者OS 和DFS 低于低表達(dá)的患者，即FOXM1 的高表達(dá)不利于患者預(yù)后，提示FOXM1 表達(dá)可作為STSs 患者預(yù)后的新靶標(biāo)。

研究蛋白之間的相互作用網(wǎng)絡(luò)，有助于挖掘核心的調(diào)控基因及更全面深入的認(rèn)識(shí)腫瘤。目前已經(jīng)有很多的蛋白質(zhì)相互作用的數(shù)據(jù)庫(kù)，而STRING 絕對(duì)是其中覆蓋物種最多，相互作用信息最大的一個(gè)，該數(shù)據(jù)庫(kù)的最新版本為version 11.0，可應(yīng)用于5090個(gè)物種，包含2460 萬(wàn)種蛋白和大于20 億個(gè)蛋白質(zhì)之間相互作用的信息。本研究應(yīng)用STRING 數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建蛋白間的相互作用網(wǎng)絡(luò)，得到20 種在STSs 中與FOXM1 存在相互作用的蛋白，其中score ＞0.900 的 是 CCNB1、PLK1、CDK1、CCNA2、MYBL2、CCNB2、CENPF、CDK2、CDC25A、CDC20。CCNB1、CCNB2 及CCNA2 屬于細(xì)胞周期蛋白家族，在細(xì)胞周期調(diào)控中起重要作用[11，12]。有研究[13]發(fā)現(xiàn)FOXM1 和CCNB1 在肝腫瘤組織中同時(shí)高表達(dá)，F(xiàn)OXM1 直接與CCNB1 的啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合，并在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)CCNB1 的表達(dá)。PLK1 是一種廣泛存在于真核細(xì)胞中的Ser/Thr 蛋白激酶，參與有絲分裂的中心體復(fù)制、紡錘體形成和染色體分離等多個(gè)過(guò)程[14]。CCNB1 和PLK1 是FOXM1 的兩個(gè)靶基因，構(gòu)成了激酶驅(qū)動(dòng)的正反饋環(huán)的一部分，導(dǎo)致FOXM1的磷酸化并增強(qiáng)其活性[15，16]。Dibb M 等[17]研究證明了FOXM1 和PLK1 在大部分食管腺癌樣本中同時(shí)過(guò)表達(dá)，并表現(xiàn)出交叉調(diào)節(jié)作用，這種協(xié)同作用被擴(kuò)展到FOXM1 其它靶基因CCNB1、AURKB 及CKS1。Zhang Z 等[18]發(fā)現(xiàn)PLK1 和FOXM1 在人腎癌細(xì)胞系中的表達(dá)存在相關(guān)性，抑制PLK1 可能降低FOXM1的表達(dá)。CDK1 和CDK2 是細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶家族成員[19]。Wierstra I 等[20]證實(shí)了細(xì)胞周期蛋白E/Cdk2、A/Cdk2 及A/Cdk1 激活FOXM1c。袁浩等[21]發(fā)現(xiàn)在甲狀腺乳頭狀癌TPC-1 細(xì)胞中FOXM1 表達(dá)水平降低導(dǎo)致CDK1 的表達(dá)也降低，二者之間存在相關(guān)性。MYBL2 是成髓細(xì)胞瘤轉(zhuǎn)錄因子家族成員之一，參與調(diào)控細(xì)胞周期、凋亡及分化。細(xì)胞進(jìn)入S 期晚期后，F(xiàn)OXM1 與MYBL2 共同調(diào)控G2/M期相關(guān)靶基因的轉(zhuǎn)錄，例如CCND1[22]、CCNA1[22]、CCNA2[23，24]、CCNB1[23，24]及CDK1[23，24]等。Zhang X 等[25]發(fā)現(xiàn)MYBL2 是Akt/FOXM1 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵下游因子，可促進(jìn)人腦膠質(zhì)瘤的進(jìn)展。CENPF 屬于著絲粒蛋白家族，對(duì)細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中染色體的正確排列、分離及紡錘體的組裝具有重要作用[26]。Isabel L等[27]明確了FOXM1 和CENPF 是前列腺癌的協(xié)同驅(qū)動(dòng)因素，以及作為侵襲性疾病臨床生物標(biāo)志物的潛在預(yù)后標(biāo)志物。CDC25A 和CDC20 是兩種細(xì)胞分裂周期蛋白，其中CDC25A 作為CDC25 家族中的重要成員，具有雙特異性磷酸酶活性，可以催化激活CDK，在細(xì)胞周期各期轉(zhuǎn)換及有絲分裂過(guò)程中起重要作用；CDC20 主要通過(guò)活化細(xì)胞分裂后期促進(jìn)復(fù)合物（anaphase promoting complex，APC）形成一種E3 泛素連接酶復(fù)合物APCCdc20，參與其下游底物的降解過(guò)程，調(diào)節(jié)細(xì)胞有絲分裂周期進(jìn)程、促進(jìn)細(xì)胞凋亡等。研究表明FOXM1 調(diào)控CDC25A 基因的轉(zhuǎn)錄，當(dāng)與CDC25A 共表達(dá)時(shí)，F(xiàn)OXM1 轉(zhuǎn)錄活性協(xié)同增強(qiáng)。這種增加依賴(lài)于T600、T611 和T620 殘基處FOXM1 的CDK1 磷酸化[28]。STSs 中FOXM1 與這些蛋白分子之間的相互作用鮮有報(bào)道，它們的具體作用機(jī)制需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

本研究整合了FOXM1 與互作基因的信息，并進(jìn)行了一系列的富集分析，GO 功能注釋分析可以深入探討FOXM1 等基因潛在的生物學(xué)機(jī)制，本次研究顯示這些基因所富集的功能主要表現(xiàn)在細(xì)胞分裂及細(xì)胞周期調(diào)控，這些生物學(xué)過(guò)程的調(diào)節(jié)異常是導(dǎo)致STSs 發(fā)生發(fā)展至關(guān)重要的因素。KEGG 通路顯示，這些基因主要參與p53 信號(hào)通路、FOXO 信號(hào)通路及PI3K-Akt 信號(hào)通路等。p53 是一個(gè)重要的腫瘤抑制因子，p53 信號(hào)通路失衡幾乎存在于所有腫瘤中，p53 基因通過(guò)調(diào)節(jié)p21、Bax、PTEN、p48、PAI 等下游靶基因，阻滯細(xì)胞周期，促進(jìn)細(xì)胞對(duì)抗，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡與衰老，參與DNA 損傷修復(fù)，維持基因組穩(wěn)定以及抑制血管生成，阻止腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。FOXO 轉(zhuǎn)錄因子涉及許多重要的細(xì)胞過(guò)程，包括氧化應(yīng)激、細(xì)胞代謝、DNA 修復(fù)、細(xì)胞周期阻滯、參與細(xì)胞凋亡和自噬等，在癌癥的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要的調(diào)控作用。值得注意的是，F(xiàn)OXO3 能夠間接激活p53 通過(guò)上調(diào)p53 上游調(diào)節(jié)因子CDKN2A。此外，介導(dǎo)細(xì)胞增殖及生長(zhǎng)的FOXO 信號(hào)通路由PI3K/AKT信號(hào)通路觸發(fā)。

PI3K/AKT 是一種細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，介導(dǎo)多種細(xì)胞功能，包括代謝、遷移、增殖、生長(zhǎng)及分化，而這些功能與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，故PI3K/AKT 信號(hào)通路的異常激活是人類(lèi)癌癥發(fā)生和維持的重要環(huán)節(jié)，阻斷PI3K/AKT 通路可有效抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。此外，有研究發(fā)現(xiàn)FOXM1 通過(guò)PI3K/AKT 信號(hào)通路調(diào)控人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的增殖和凋亡。因此，闡明FOXM1 與PI3K/AKT 信號(hào)通路在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的關(guān)系顯得尤為重要，將可能為STSs 提供新的治療策略。本研究利用TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)分析了FOXM1 與PI3K/AKT信號(hào)通路部分關(guān)鍵分子在STSs 中的表達(dá)相關(guān)性，結(jié)果顯示FOXM1 基因表達(dá)與PIK3CA、AKT1 及mTOR mRNA 的表達(dá)均呈正相關(guān)。這一結(jié)果為進(jìn)一步研究FOXM1 參與調(diào)控STSs 生物學(xué)功能的分子機(jī)制提供了一定的線(xiàn)索。

綜上所述，F(xiàn)OXM1 是一個(gè)與STSs 關(guān)系密切的候選癌基因，是未來(lái)評(píng)估STSs 患者預(yù)后和靶向治療的潛在分子標(biāo)志物，其機(jī)制可能與調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路有關(guān)，為STSs 的臨床預(yù)后監(jiān)測(cè)及治療提供了新的方向。今后將通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步證實(shí)FOXM1 在STSs 發(fā)生發(fā)展中的作用及其具體機(jī)制。