生物信息學分析TLCD1 在肝細胞肝癌中的表達及意義

劉寧

（常州市婦幼保健院消化科，江蘇 常州 213000）

目前，肝細胞肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）已經成為全球第6 大最常見的腫瘤，其高發病率和高死亡率嚴重危害了人們的健康[1]。HCC 的治療方式主要包括手術切除、動脈化療栓塞、射頻消融、化療、免疫治療等。然而，藥物耐藥、腫瘤復發等導致治療失敗仍然很常見[2-4]。因此，探索新的治療靶點對肝細胞肝癌的治療有重要意義。TLCD1 位于細胞膜上，參與細胞膜組裝、磷脂穩態、調節膜脂分布等多種生物進程[5]。細胞膜成分和流動性的改變與腫瘤細胞的生長和轉移有關[6]。研究發現[7]，TLCD1在葡萄膜黑色素瘤中表達顯著異常，并且其異常表達與患者無遠處轉移生存預后存在相關性?？梢?，TLCD1 可能在腫瘤發生發展中有重要作用。關于TLCD1 在HCC 中的作用仍未有相關研究報道。本研究通過生物信息學分析，研究TLCD1 在HCC 中的mRNA 表達情況，以及在患者預后預測中的價值，并探討其潛在的作用機制，為HCC 的治療帶來新的思路。

1 數據來源與方法

1.1 TIMER2.0 數據庫 TIMER2.0 數據庫（http://timer.comp-genomics.org）用于分析來自TCGA 數據庫中不同腫瘤組織的基因表達情況和免疫細胞浸潤水平。通過TIMER2.0 數據庫“Gene_DE”模塊，研究TLCD1 在30 余種腫瘤組織和正常組織中mRNA的表達差異。

1.2 GEPIA 數據庫 GEPIA 數據庫（http://gepia.cancer-pku.cn/）是一個具備基因表達差異分析、相關性分析、預后分析等多種功能的綜合性基因分析平臺。本研究通過GEPIA 分析TLCD1mRNA 在HCC 與正常組織中的表達差異，結果以箱式圖展示。利用“Survival:Survival Plots”模塊分析TLCD1mRNA 的表達差異對HCC 患者預后的影響，主要包括患者的總生存期（OS）和無病生存期（DFS）。

1.3 UALCAN 數據庫 UALCAN 數據庫（http：//UALCAN.path.uab.edu/）用于深入分析TCGA 數據庫中31 中腫瘤的基因表達數據。本研究通過該數據庫進一步驗證TLCD1mRNA 在HCC 組織和正常組織的表達差異，并且分析在HCC 患者不同種族、分期、分級等亞組間TLCD1mRNA 的表達差異。

1.4 Kaplan-Meier Plotter 數據庫 Kaplan-Meier Plot ter 數據庫（http：//www.kmplot.com）用于分析來自21種腫瘤類型的25 000 多個樣本中，超過30 000 個基因的表達和生存之間的相關性。采用該數據庫研究TLCD1mRNA 表達情況與HCC 患者預后的關系，TLCD1 高表達與低表達按最佳臨界值劃分，繪制OS、無復發生存期（RFS）、無進展生存期（PFS）、疾病特異性生存期（DSS）生存曲線。

1.5 LinkedOmics 數據庫 LinkedOmics 數據庫（http://linkedomics.org/）可用于分析多種癌癥的多組學分析[8]。通過該數據庫的“LinkFinder”模塊，篩選獲得與TLCD1 共表達基因，以火山圖形式呈現，相關性采用Pearson 相關系數檢驗。功能富集分析通過“LinkInterpreter”模塊，通過GSEA 進行KEGG 通路分析，參數設置為1000 次模擬，P＜0.05。

1.6 統計學方法 采用t檢驗分析HCC 組織和正常組織中TLCD1mRNA 表達差異；單因素方差分析比較不同HCC 亞組間TLCD1 的表達情況。通過Kaplan-Meier 曲線和Log-rank 檢驗進行TLCD1 的生存分析，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 TLCD1mRNA 在不同腫瘤組織中的表達情況TIMER2.0 數據庫分析結果顯示，TLCD1mRNA 在HCC、結腸癌、直腸腺癌、膽管癌、食管癌、胃癌、胰腺癌、肺腺癌、肺鱗狀細胞癌、膀胱移行細胞癌、前列腺癌、腎乳頭狀細胞癌、乳腺浸潤癌、宮頸鱗狀細胞癌和宮頸內腺癌、子宮內膜癌、多形性成膠質細胞瘤、頭頸部鱗狀細胞癌、甲狀腺癌中，較相應正常組織，表達顯著上調，而在在腎嫌色細胞癌、腎透明細胞癌中表達下降（P＜0.05），見圖1。

圖1 TIMER2.0 數據庫中TLCD1mRNA 在不同腫瘤組織中的表達水平

2.2 TLCD1mRNA 在HCC 中表達情況 本研究通過GEPIA 數據庫，對369 例HCC 組織和160 例正常肝組織的TLCD1mRNA 表達情況進行分析，結果提示，TLCD1mRNA 在HCC 中表達顯著提高，差異有統計學意義（P＜0.001），見圖2A。在UALCAN 數據庫中，對兩組間的表達差異進一步驗證，結果顯示TLCD1mRNA 在HCC 組織中顯著高表達（P＜0.001），見圖2B。

圖2 TLCD1mRNA 在HCC 組織和正常組織中的表達水平

2.3 TLCD1mRNA 與HCC 臨床病理參數的關系 采用UALCAN 數據庫，探討了TLCD1mRNA 與HCC臨床病理參數的關系。TLCD1 的表達與性別、年齡無相關性（P＞0.05），見圖3A 及3B。而TLCD1mRNA在亞洲HCC 患者組織中，表達情況高于白種人及非裔美籍，差異有統計學意義（P＜0.05），見圖3C。隨著肝癌分期、病理分級的增加，TLCD1mRNA 表達也呈上升趨勢，即Ⅱ期或Ⅲ期HCC 患者中，TLCD1mRNA的表達水平較Ⅰ期患者升高，差異有統計學意義（P＜0.05），圖3D；在低分化或未分化的肝細胞肝組織中，TLCD1mRNA 的表達水平也均高于高分化或中分化者，差異有統計學意義（P＜0.05），見圖3E。此外，TLCD1mRNA 的表達與TP53 突變情況有關，在TP53 突變的HCC 中，TLCD1mRNA 的表達水平也顯著升高，見圖3F。

圖3 GEPIA 數據庫中TLCD1mRNA 在不同HCC 亞組間的表達情況

2.4 TLCD1 表達與HCC 患者預后的相關性 為了進一步探討TLCD1mRNA 表達水平對HCC 患者預后的影響，本研究分析了Kaplan-Meier Plotter 線上數據庫中364 位HCC 患者的預后數據。結果發現，在HCC 患者中，高表達TLCD1 組較低表達組預后差（OS：HR=1.49,95%CI：1.05～2.11，P=0.024；PFS：HR=1.48,95%CI：1.1～1.98，P=0.0094；RFS：HR=1.49,95%CI：1.07～2.08，P=0.018；DSS：HR=1.67,95%CI：1.06～2.62，P=0.025），見圖4A～4D。同時，通過GEPIA 數據驗證TLCD1 在HCC 患者預后的預測價值，結果也提示，TLCD1 高表達的患者OS 和DFS 明顯低于低表達的患者（OS：HR=1.7，P=0.0035；DFS：HR=1.7，P=0.000 57），見圖4E 和4F。

圖4 TLCD1 表達水平與HCC 患者預后的關系

2.5 TLCD1 在HCC 中的共表達及相關通路的富集分析 利用LinkedOmics 數據庫對在HCC 中TLCD1的共表達基因進行分析，結果顯示，共有5402 個基因與TLCD1 表達呈正相關（P＜0.05），6519 個基因與TLCD1 表達呈負相關（P＜0.05），見圖5A。與TLCD1表達正相關性最強的基因為SAC3D1，相關系數為0.657；與TLCD1 負相關最強的基因為HERC3，相關系數為-0.624。KEEG 通路富集分析表明，TLCD1 可能與核糖體、氧化磷酸化、剪切體、蛋白酶體、RNA轉運、嘌呤代謝等信號通路相關，見圖5B。

圖5 在HCC 中TLCD1 的共表達基因（LinkedOmics 數據庫）

3 討論

近年來，生物信息學為醫學的發展開辟了新的途徑，特別是在探索腫瘤治療新靶點中發揮重要作用[9]。目前，分子靶向藥物仍然是中晚期HCC 患者的主流治療措施，索拉菲尼、瑞格菲尼等分子靶向藥物現已廣泛運用于臨床，但藥物耐藥導致治療失敗仍然很常見[10，11]。因此，尋求新的治療靶點，對改善HCC 患者預后有重要意義。

目前，關于TLCD1 在腫瘤中的作用的研究仍較少。近年來發現，TLCD1 可以通過抑制多不飽和脂肪酸進入膜磷脂，進而調節質膜的流動性[5]。膜流動性的增加，可以導致腫瘤侵襲性增加和腫瘤進展[12]。而調整細胞膜的組成和流動性，是治療HCC 的有效手段[12-14]。因此，可以推測TLCD1 可能在HCC 發生發展中有重要作用，可能是HCC 治療的潛在作用靶點。

通過檢索GEPIA 和UALCAN 數據庫，發現TLCD1mRNA 表達在HCC 組織中，相較于正常肝組織顯著升高，且隨著HCC 臨床分期和病理分級的升高，TLCD1mRNA 表達呈上升趨勢?？梢奣LCD1mRNA 的表達水平可能成為HCC 診斷、臨床分期和病理分級評估的參考指標。TP53 基因突變誘發了HCC 的發生發展[15]。本研究還發現，在TP53 突變的HCC 組織中，TLCD1mRNA 呈現高表達，提示TLCD1 與TP53 基因突變存在相關性，從而參與了HCC 的進程。

Kaplan-Meier Plotter 數據庫和GEPIA 數據庫分析發現，TLCD1mRNA 高表達的HCC 患者OS、RFS、PFS、DSS 和DFS 均顯著低于低表達的患者，即TLCD1mRNA 可能作為預測HCC 預后的潛在標志物。

本研究采用LinkedOmics 數據庫，進一步探討TLCD1 在HCC 中的作用機制。SAC3D1 是與TLCD1正相關性最強的基因，研究表明，SAC3D1 參與了中心體復制、紡錘體組裝等細胞周期進程[16]，且SAC3D1 過表達是HCC 預后不良的潛在標志[17，18]?；蚋患治鎏崾?，TLCD1 共表達基因參與核糖體、蛋白酶體、RNA 剪切、轉運、氧化磷酸化等信號通路，這些通路與基因表達調控、能量代謝的諸多過程密切相關?；蛲蛔冊贖CC 中尤為常見，關鍵基因的突變可誘發HCC 的發生發展[19，20]。TLCD1 與抑癌基因TP53 突變有相關性，可以推斷具有基因表達調控作用的TLCD1 可能參與了TP53 的突變，在HCC 形成發展中起關鍵作用。TLCD1 在HCC 中具體作用機制仍待更多研究驗證。

綜上所述，本研究基于公開的基因表達和臨床數據庫，對TLCD1mRNA 在HCC 中的表達情況及預后價值進行探索，發現TLCD1 在HCC 中的上調可能對基因表達調控的多個環節有深遠影響，有望成為HCC 新的預后生物標志物和治療靶點。