肝癌
应用生物信息学数据挖掘探究胱硫醚β-合成酶和胱硫醚γ-裂解酶基因表达在肝癌不良预后中的预测价值
中华肝脏病杂志, 2023,31(11) : 1169-1175. DOI: 10.3760/cma.j.cn501113-20220529-00290
摘要
目的

探究肝癌和胱硫醚β-合成酶(cystathionine β-synthase, CBS)基因及胱硫醚γ-裂解酶(cystathionine-γ-lyase,CTH)基因的关系。

方法

通过挖掘GEO(gene expression omnibus)与TCGA(the cancer genome atlas)数据库,对肝癌的临床特征与CBS及CTH基因表达进行了相关性分析。并通过对肝癌细胞系进行免疫印迹验证。

结果

CBS及CTH在肿瘤中的表达较非肿瘤明显降低(P < 0.05)。Cox回归结果显示CBS是肝细胞癌不良预后的独立危险因素(HR = 0.65,P = 0.02)。针对CBS基因对不同肿瘤分期进行单因素logistics回归分析,发现肝癌TNM分期II期比I期(P =0.01,OR=0.50)、III期比I期(P =0.03,OR=0.56)、T分期T2期比T1期(P <0.01,OR=0.43)、T3期比T1期(P = 0.02,OR=0.54)CBS基因显著降低。肝癌TNM分期III期比I期(P = 0.01, OR=0.50), Edmondson分期II期比I期(P =0.03,OR=0.48), III期比I期(P <0.01,OR=0.30), IV期比I期(P = 0.03,OR=0.22)CTH基因表达显著降低。GSEA富集分析结果显示,与肝癌细胞CTH与CBS基因表达相关性最高的信号通路为细胞色素P450(FDR Q < 0.01,FWER P < 0.01)。免疫印迹结果显示,与人肝永生化细胞系HL-7702相比,HLE和Hep3B细胞等肝细胞癌细胞系中CTH下游蛋白CSE表达降低。

结论

肿瘤组织中的CBS及CTH基因表达低于正常组织。CBS基因是肝细胞癌不良预后的独立危险因素。与CBS及CTH基因关系最为密切的是信号通路为细胞色素P450通路。

引用本文: 刘子衿, 马亚楠. 应用生物信息学数据挖掘探究胱硫醚β-合成酶和胱硫醚γ-裂解酶基因表达在肝癌不良预后中的预测价值 [J] . 中华肝脏病杂志, 2023, 31(11) : 1169-1175. DOI: 10.3760/cma.j.cn501113-20220529-00290.
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肝癌在所有癌症死亡中位列第4位,其发病率位列第6位。尽管治疗手段层出不穷,肝癌的5年生存率仅为18%[1]。近些年研究结果显示气体信号分子一氧化氮(nitric oxide,NO)、一氧化碳(carbon monoxide,CO)和硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)对多种哺乳动物生理及病理功能具有调节功能。越来越多的证据表明H2S与许多心血管系统、呼吸系统及风湿免疫性疾病有关[2,3,4]。在哺乳动物中,H2S由转硫基反应通过胱硫醚β-合成酶(cystathionine β-synthase,CBS)将同型半胱氨酸转化为胱硫醚。胱硫醚再通过胱硫醚γ-裂解酶(cystathionine-gamma-lyase,CTH)转化为L-半胱胺酸和2-丁酮酸。CBS及CTH基因在哺乳动物产生H2S和含硫氨基酸代谢中起重要作用[5]。最近一些证据表明H2S在肝癌中起双刃剑的作用。通过不同的信号通路,H2S既可以促进肝癌细胞的增殖,也可以促进肝癌细胞的自噬[6,7,8]。H2S在肝癌细胞中扮演的角色目前仍旧不十分明了。本研究旨在通过下载GEO(gene expression omnibus)与TCGA(the cancer genome atlas)公共数据库的数据,对其中肝癌组织与正常组织中CBS及CTH基因表达进行比较,并对肝癌的分期及预后与CBS及CTH基因表达进行分析。此外,通过GSEA(gene set enrichment analysis)富集分析对CBS与CTH基因相关的信号通路进行研究,以此探索其潜在的机制。并通过免疫印迹法比较了人肝永生化细胞系HL-7702与HLE和Hep3B细胞等肝细胞癌细胞系中CTH下游蛋白CSE的表达量。

 
 
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