MEI1 基因在宮頸癌組織中的表達(dá)和臨床意義

宮頸癌（CCA）是一種常見(jiàn)的惡性腫瘤，2020 年全球新增約60 萬(wàn)例宮頸癌病例，導(dǎo)致約34萬(wàn)人死亡，其中 85% 的病例發(fā)生在發(fā)展中國(guó)家，嚴(yán)重威脅全球女性健康。人乳頭瘤病毒（human papillomavir-us，HPV）感染是宮頸癌發(fā)生的主要危險(xiǎn)因素，前期建立的HPV篩查方法，能夠早期診斷宮頸癌的發(fā)生[1-4]。盡管疫苗接種和篩查對(duì)預(yù)防和控制宮頸癌起到了關(guān)鍵作用，發(fā)病率和死亡率也呈下降趨勢(shì)，但宮頸癌的預(yù)后仍是一個(gè)令人擔(dān)憂的問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)一種靈敏度更高、能提供宮頸癌診治新方向的生物標(biāo)志物是當(dāng)前研究亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

減數(shù)分裂雙鏈斷裂形成蛋白 1（MEI1） 基因位于人類(lèi)第22號(hào)染色體上，參與減數(shù)分裂周期及染色體聯(lián)會(huì)過(guò)程。在正常機(jī)體中， MEI1 基因的表達(dá)主要在睪丸，較少表達(dá)在胸腺、脾臟等其他組織。研究顯示，MEI1蛋白主要參與生殖細(xì)胞的生成過(guò)程[5-7]，有研究發(fā)現(xiàn)，感染HPV 的宮頸癌組織中 MEI1基因的表達(dá)量比未感染HPV病毒的子宮頸組織高，而 MEI1可能通過(guò)激活上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）相關(guān)蛋白的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)癌細(xì)胞的增生和轉(zhuǎn)移[8-9」。目前，有關(guān)MEI1基因的表達(dá)水平與宮頸癌患者的相關(guān)性研究較少。本文利用多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，基于生物信息學(xué)方法分析MEI1基因在宮頸癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的表達(dá)變化，為進(jìn)一步深入研究MEI1在CCA中的作用及臨床意義提供理論依據(jù)。

1" 材料和方法

1. 1 泛癌分析

從 UCSC（https：// xenabrowser.net/）數(shù)據(jù)庫(kù)中下載 ENSG0000167077（MEI1）基因在 34 個(gè)癌種的表達(dá)數(shù)據(jù)，進(jìn)行 log₂（x+0.001） 變換后，使用R軟件（version3.6.4）計(jì)算每種腫瘤組織和正常組織的表達(dá)差異，使用非配對(duì)的Wilcoxon Rank Sum 和 SignedRank Tests進(jìn)行差異顯著性分析。

1.2MEI1基因在CCA組織中的表達(dá)

通過(guò)GEPIA數(shù)據(jù)庫(kù)檢索MEI1基因在TCGA癌癥數(shù)據(jù)庫(kù)和GTEx正常組織數(shù)據(jù)庫(kù)中表達(dá)數(shù)據(jù)，選擇CCA進(jìn)行腫瘤類(lèi)型選擇。

1.3 MEI1蛋白在CCA組織中的表達(dá)

通過(guò) HPA數(shù)據(jù)庫(kù)（https：//www.proteinatlas.org/）檢索 MEI1 在正常人子宮頸組織（Patient id：2200）和宮頸癌組織（Patientid：47O）免疫組化圖片，抗體為HPA049240。

1.4MEI1基因表達(dá)與病人生存分析

從UCSC數(shù)據(jù)庫(kù)中下載獲得TCGA的預(yù)后數(shù)據(jù)集，從UCSC數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取了TARGET隨訪數(shù)據(jù)并進(jìn)行 log₂（x+0_?001） 變換，最終獲得TCGA-CCA的表達(dá)數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)樣本的總生存期（overall surviva）、無(wú)病生存期（disease free survival，RFS）、無(wú)病間期（disease-free interval）和無(wú)進(jìn)展生存期（progression-free interval）數(shù)據(jù)，利用R 軟件包 survival（version 3.2-7）工具，建立Cox 回歸模型，分析MEI1 基因表達(dá)與CCA的預(yù)后關(guān)系，并通過(guò)Log-rank 檢驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，分析 MEI1基因表達(dá)與CCA的預(yù)后的顯著性分析。

1.5MEI1基因表達(dá)與免疫細(xì)胞浸潤(rùn)情況分析

從UCSC 數(shù)據(jù)庫(kù)中下載ENSG00000167077（MEI1）基因的表達(dá)數(shù)據(jù)，對(duì)每一個(gè)表達(dá)值進(jìn)行l(wèi)og₂（x+0.001） 變換，利用R軟件包IOBR（version O.99.9）的 Timer方法[1°，根據(jù)基因表達(dá)評(píng)估CCA中每個(gè)患者的B細(xì)胞、CD4 細(xì)胞、CD8細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞浸潤(rùn)評(píng)分。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 MEI1基因的泛癌分析

通過(guò) SangerBox網(wǎng)站對(duì)MEI1基因在34種腫瘤中的表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖1所示。圖1中： n_N，n_T 分別為正常細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞的數(shù)量；****表示 Plt;0.000 1 ；**表示 Plt;0.001 ；表示 Plt;0.05 。

由圖1可知：與正常組織相比，MEI1基因在惡性膠質(zhì)瘤（GBMLGG）、乳腺癌（BRCA）、宮頸鱗癌（CCA）、食管癌（ESCA）、多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）、胃和食管癌（STES）、混合腎癌（KIPAN）、胃癌（STAD）、頭頸鱗狀細(xì)胞癌（HNSC）、腎透明細(xì)胞癌（KIRC）、皮膚黑色素瘤（SKCM）、胰腺癌（PAAD）和急性髓細(xì)胞樣白血病（LAML）這13 種腫瘤組織中的表達(dá)顯著增加;而在結(jié)直腸癌（COADREAD）、前列腺癌（PRAD）、肺鱗癌（LUSC）、腎母細(xì)胞瘤（WT）、甲狀腺癌（THCA）、直腸腺癌（READ）、睪丸癌（TGCT）、急性淋巴細(xì)胞白血病（ALL）、腎上腺皮質(zhì)癌（ACC）和腎嫌色細(xì)胞癌（KICH）這1O 種腫瘤組織中的表達(dá)顯著減少;在腦低級(jí)別膠質(zhì)瘤（LGG）、子宮內(nèi)膜癌（UCEC）、肺腺癌（LUAD）、腎乳頭狀細(xì)胞癌（KIRP）、結(jié)腸癌（COAD）、肝細(xì)胞肝癌（LIHC）、膀胱尿路上皮癌（BLCA）、卵巢漿液性囊腺癌（OV）、子宮肉瘤（UCS）、嗜鉻細(xì)胞瘤和副神經(jīng)節(jié)瘤（PCPG）和膽管癌（CHOL）這11種腫瘤中的表達(dá)沒(méi)有顯著差異。由此可知，對(duì)于CCA，MEI1基因在腫瘤組織中表達(dá)顯著上調(diào)（ ）。

2.2MEI1mRNA和MEI1蛋白在CCA組織中的表達(dá)分析

對(duì) MEI1 mRNA和MEI1蛋白在正常及宮頸癌組織中的表達(dá)情況進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2所示。由圖2（a）可知： MEI1mRNA 在CCA組織中的表達(dá)水平明顯高于正常組織，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ Plt;0.05） 。MEI1蛋白在組織中的表達(dá)通過(guò)HPA數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析，免疫組化結(jié)果證實(shí)：與正常組織相比，在蛋白水平上MEI1在CCA組織中表達(dá)上調(diào)（圖2（b））。

2.3MEI1基因與腫瘤患者的預(yù)后關(guān)系分析

通過(guò) Sangerbox數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)MEI1基因與CCA患者的預(yù)后關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果如圖3所示。由圖3

可知：在總生存期、無(wú)病生存期、無(wú)病間期和無(wú)進(jìn)展生存期，MEI1基因表達(dá)水平越高的患者預(yù)后越好，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ .Plt;0.05 。

2.4 免疫浸潤(rùn)分析

通過(guò)Timer數(shù)據(jù)庫(kù)分析MEI1基因表達(dá)與CCA中免疫細(xì)胞浸潤(rùn)水平相關(guān)性，結(jié)果如圖4所示。圖4中： r 為相關(guān)系數(shù)。由圖4可知：在CCA中，MEI1基因表達(dá)水平與巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)水平無(wú)相關(guān)性（ Pgt;0.05 ），而與中性粒細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、B細(xì)胞、CD4細(xì)胞和CD8細(xì)胞的免疫浸潤(rùn)水平均呈正相關(guān)（ Plt;0.05 。

2.5 MEI1相關(guān)作用蛋白分析

利用String數(shù)據(jù)庫(kù)分析MEI1相關(guān)蛋白的相互作用，如圖5所示。

由圖5可知：以MEI1為中心有多個(gè)相互作用的蛋白質(zhì)，如神經(jīng)前體細(xì)胞表達(dá)發(fā)育下調(diào)蛋白8（NEDD8）、染色質(zhì)重塑蛋白MORC家族CW型鋅指結(jié)構(gòu)蛋白1（MORC1）、MEI1、減數(shù)分裂重組蛋白（REC114）、減數(shù)分裂特異性蛋白質(zhì)（SPO11）、線粒體內(nèi)膜蛋白（C11orf80）、含HORMA結(jié)構(gòu)域蛋白1（HORMAD1）、含卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)36（CCDC36）、含錨蛋白重復(fù)結(jié)構(gòu)域蛋白31（ANKRD31）、聯(lián)會(huì)復(fù)合中心組分蛋白1（SYCE1）等。

3 結(jié)論

早期宮頸癌 5 a 生存率高達(dá) 9O%以上，而晚期/轉(zhuǎn)移性/復(fù)Fig.5MEIl protein interaction diagram發(fā)宮頸癌的5a生存率不足 20% ，急需更加靈敏的診斷標(biāo)志物和高效治療策略改善臨床效果[11-13]。

MEI1基因具有正常維持細(xì)胞減數(shù)分裂的功能，但在宮頸癌組織中高表達(dá)，提示其有在宮頸癌發(fā)病發(fā)展中有成為生物標(biāo)志物的潛能[14-16]。進(jìn)一步評(píng)估了 MEI1基因在宮頸癌預(yù)后和免疫浸潤(rùn)中的作用，發(fā)現(xiàn) MEI1與患者的預(yù)后情況呈正相關(guān)，也可做為宮頸癌患者的預(yù)后和免疫評(píng)估的指標(biāo)之一。

利用多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)分析了MEI1基因在宮頸癌患者發(fā)病、預(yù)后和免疫浸潤(rùn)中的作用，但MEI1在疾病發(fā)生發(fā)展中的具體機(jī)制，還有待更加深人研究，與 MEI1相關(guān)的蛋白有十幾種，MEI1參與的信號(hào)通路有待進(jìn)一步研究，為其成為宮頸癌篩查指標(biāo)和治療靶點(diǎn)提供更多的依據(jù)。

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（責(zé)任編輯：黃曉楠 英文審校：劉源崗）