SIRT7基因在胃癌中的表達及意義

劉衍姣　李蘭蘭　曹璋

【摘 要】目的：基于大數據挖掘分析SIRT7基因在胃癌組織的表達及其對胃癌患者預后的影響。方法：采用Oncomine 數據庫分析SIRT7在胃癌組織中的mRNA表達情況，通過Kaplan-Meier Plotte數據庫進行胃癌患者總生存期的分析。結果：在mRNA水平上，與正常胃組織比較，胃癌組織中呈低表達，但是差異無統計學意義；但是生存分析結果顯示SIRT7 高表達的胃癌患者預后較差。結論：SIRT7表達在胃癌和正常胃組織中有明顯差異，SIRT7過表達的胃癌患者預后較差。

【關鍵詞】胃癌；SIRT7；預后；表達

中圖分類號： R735.2 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）35-0180-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.078

Expression of SIRT7 in Gastric Cancer and Its Clinical Significance

LIU Yan-jiao1，2 LI Lan-lan1 CAO Zhang1*

（1.Department of Pathology， Binzhou Medical Uuniversity， Yantai Shandong 264003， China；

2.Gao Qing Maternal And Child Health Care Hospital， Zibo Shandong 256300， China）

【Abstract】Objective： To analyze the expression and prognostic value of SIRT7 gastric cancer based on big data mining. Methods： The mRNA expression levels of SIRT7 in gastric cancer tissues were analyzed via the Oncomine database. Moreover， the Kaplan-Meier database was used to evaluate the effect on overall survival （OS） of patients with gastric cancer. Results： Compared with the normal gastric tissue， SIRT7 expression was lower in gastric cancer tissue Patients with high SIRT7 expression had a shorter overall survival. Conclusion： mRNA expression of SIRT7 in gastric cancer was underexpression. Patients with high SIRT7 expression had a poor prognosis.

【Key words】Gastric cancer； SIRT7； Prognosis； Expression

0 前言

胃癌是起源于胃黏膜上皮的惡性腫瘤，是全球癌癥相關死亡率的第三大原因，胃癌已經是我國第二大惡性上皮腫瘤，全世界近一半的新發胃癌患者和死亡病例在中國。目前，我國胃癌患者的五年生存率是35.9%，而東亞的日本、韓國均已達到60%以上。與之比較，我國胃癌五年生存率仍處于較低水平[1-3]。胃癌的治療方案主要包括手術治療和放化療，但是很多胃癌患者在確診時已經進展到中晚期，即使進行了胃癌根治術，術后仍有較高的復發率，為社會帶來了巨大的經濟負擔。近年，隨著精準醫療概念的提出和臨床推廣應用，從分子水平研究胃癌的發生、發展及預后，有利于發現新的分子靶點，提供更精確的胃癌治療方案。SIRT7是一種NAD+依賴性組蛋白去乙酰化酶，在人類多種癌組織中高表達，與腫瘤的發生、發展和病人預后具有顯著相關性[4-7]。本研究采用Oncomine數據庫和數據庫系統性分析了SIRT7在胃癌中的表達和預后，以期為胃癌患者個體化的治療方案的選擇提供新的方向。

1 方法

1.1 Oncomine數據庫分析SIRT7在胃癌組織中的表達情況

Oncomine數據庫是一個癌基因芯片數據庫和整合數據挖掘平臺，在此數據庫中可以根據自己的需求設定篩選條件。在此研究中，設定篩選條件有以下幾個：（1）“Gastric Cancer”；（2）“Gene： sirt7”（3）“Data Type： mRNA”；（4）“Sample Type：Clinical Specimen”；（5）Analysis Type：Cancer vs. Normal Analysis”；（6）值設定：P value <0.01，fold change>2，gene rank=top 10%。“Clinical Outcome： Survival Status at 5 Years。篩選的結果中可以根據需要選擇呈現形式，如箱狀圖或柱狀圖，亦可顯示某基因在正常與癌癥組織之間表達的倍數關系、P值等。

1.2 采用數據庫在線分析患者預后的影響

Kaplan-MeierPlotter 數據庫（http：//kmplot.com/analysis/index.php？p=service&cancer;=gastric）的胃癌數據集進行在線生存分析。篩選條件如下：（1）Cancer： Gastric Cancer；（2）Gene： SIRT7；（3）Survival：Over-all Survival（OS）；（4）Treatment：surgery alone。P<0.01認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 SIRT7在胃癌組織中的表達及預后

Oncomine數據庫顯示：胃癌與正常組織中SIRT7表達降低，但是差異無明顯統計學意義。（圖1）；SIRT7基因表達對胃癌患者預后的影響分析發現，在胃癌組織中SIRT7的高表達對胃癌患者總生存期較短，與既往研究相一致，Affy ID： 218797_s_at SIRT7，Cutoff value used in analysis：584。（圖2）

3 討論

SIRT7是位于染色體17 （17q25.3）染色體端粒下區域的單個復制基因，其基因組序列跨越6.2 kb區域，SIRT7及基因編碼10個外顯子，外顯子4最短（長71bp），外顯子7最長（長237bp）[8]。人類SIRT7的開放閱讀框長1203bp，編碼長400個氨基酸的蛋白質，這個蛋白質的分子量大約是44.9KD，等電點9.8。SIRT7與酵母Sir2只有21%的相同，酵母Sir2是去乙酰化酶蛋白家族的創始人（至少在七種哺乳動物去乙酰化酶中）。SIRT7對酵母Sir2只有21%的認同，酵母Sir2是、乙酰化酶蛋白家族的創始人（至少在七種哺乳動物去乙酰化酶中） 。在七種哺乳動物去乙酰化酶中，SIRT7與SIRT6蛋白序列的相似性（56%）最接近，與研究最多的人類去乙酰化酶 SIRT1的相似性為39%。在SIRT7序列中，保守的催化域在90-331氨基酸（包括外顯子3-9）之間[9-14]。

SIRT7 mRNA在小鼠的所有組織中普遍表達，盡管它們的表達水平不同。SIRT7在肌肉，心臟和腦等非增殖組織中表達較低，但在肝臟，脾臟和睪丸等代謝活躍組織中表達較高。老齡化小鼠心臟（23個月）顯示SIRT7表達水平降低約40%。經歷衰老的原代成纖維細胞不僅顯示SIRT7轉錄水平降低，而且還顯示原代成纖維細胞中復制衰老的核仁SIRT7缺失[15]。然而，隨著細胞轉錄水平的升高，人乳腺上皮細胞中SIRT7的表達水平增加。毒胡蘿卜內酯或衣霉素處理誘導的ER應激反應期間，還發現SIRT7的表達水平增加。發現SIRT7在甲狀腺，乳腺，膀胱和肝細胞癌組織中上調。特異性選擇用于化學抗性的癌細胞系MCF-7，Saos-2和A2780顯示與原始非抗性細胞系相比SIRT7的表達降低。通常，很難將去乙酰化酶歸為癌基因或腫瘤抑制因子[16]。SIRT1在癌癥背景下進行了最廣泛的研究，其表達模式在不同的癌癥類型中有所不同。相比之下，已發現SIRT7在迄今為止所研究的所有癌癥類型中都被上調，例如甲狀腺癌，淋巴結陽性乳腺癌，膀胱癌，肝細胞癌和結腸直腸癌，被視為潛在的致癌基因。此外，許多研究報道，與正常對應物相比，癌細胞系中的表達水平增加，并且這些細胞系中SIRT7表達水平的降低了它們的增殖或致癌能力[17-19]。

本研究首先采用Oncomine數據庫分析SIRT7在胃癌組織中的表達，結果顯示：胃癌與正常胃組織中和 的 表達無明顯差異。 但在zhang等研究發現人胃癌組織中具有高表達。在胃癌細胞中敲低Sirt7能夠抑制細胞增殖過程和體外克隆形成，皮下移植瘤實驗同樣證明sirt7表達降低能夠顯著抑制胃癌細胞生長。Sirt7的表達水平與疾病發展階段、轉移和病人存活具有顯著相關性。與數據庫統計結果結果不一致，我們本次數據挖掘的mRNA水平的變化，蛋白表達的結果有待進一步驗證。我們進一步通過 Kaplan-Meier Plotter 數據庫分析SIRT7 在胃癌患者預后中的意義，結果表明SIRT7高表達的胃癌患者總生存期較短，與Oncomine數據庫的結果似乎相互沖突。Kim等人報道了SIRT7在肝細胞癌中的致癌作用。在大量HCC患者樣品以及幾種肝細胞癌細胞系中，SIRT7表達水平升高。在HCC細胞系中敲低SIRT7通過降低p21的表達水平和增加細胞周期蛋白D1的水平來抑制其生長速率，從而導致G1/S進展減少。在HCC患者中SIRT7的表達增加是由于微小RNA，miR-125a-5p和miR-125b的內源性高甲基化所調控[20]。

綜上所述，Sirtuin 7作為sirtuin蛋白家族的成員之一，SIRT7的高表達已在幾種癌癥類型中報道，并且研究結果傾向SIRT7是一種候選的癌基因，SIRT7是否也會在其他致癌基因（如突變體Ras）的背景下促進腫瘤發生的發展仍有待探索。然而，從現有的報道來看，SIRT7在胃癌發生、發展中的作用還需進一步探討和研究。

【參考文獻】

[1]Collaboration， Fitzmaurice C， Dicker D， et al. The Global Burden of Cancer 2013[J]. JAMA Oncol， 2015，1（4）：505-527.

[2]陳萬青，鄭榮壽，張思維，曾紅梅，鄒小農，赫捷.2013年中國惡性腫瘤發病和死亡分析. 中國腫瘤.2017. 26（01）： 1-7.

[3]Chen WQ，Zheng RS， Baade PD， et al. Cancer Statistics in China， 2015[J].Ca-a Cancer Journal for Clinicians，2016，66（2）：115-132.

[4]Tsai YC， Greco TM， Cristea IM. SIRT7 plays a role in ribosome biogenesis and protein synthesis. Mol Cell Proteomics 2014；13：73-83.

[5]Michishita E， Park JY， Burneskis JM， et al. Evolutionarily conserved and nonconserved cellular localizations and functions of human SIRT proteins [J]. Mol Biol Cell 2005； 16：4623-4635.

[6]Ford E， Voit R， Liszt G， et al. Mammalian Sir2 homolog SIRT7 is an activator of RNA polymerase I transcription[J]. Genes Dev 2006； 20：1075-1080.

[7]Chen S， Seiler J， Santiago-Reichelt M， Felbel K， et al. Repression of RNA polymerase I upon stress is caused by inhibition of RNA-dependent deacetylation of PAF53 by SIRT7 [J]. Mol Cell 2013； 52：303-313.

[8]Tong Z， Wang Y， Zhang X， et al. SIRT7 is activated by DNA and deacetylates histone H3 in the chromatin context [J]. ACS Chem Biol 2016； 11：742-74.

[9]Vakhrusheva O， Smolka C， Gajawada P， et al. Sirt7 increases stress resistance of cardiomyocytes and prevents apoptosis and inflammatory cardiomyopathy in mice [J]. Circ Res2008； 102：703-710.

[10]Yoshizawa T， Karim MF， Sato Y， et al. SIRT7 controls hepatic lipid metabolism by regulating the ubiquitin-proteasome pathway [J]. Cell Metab 2014； 19：712-721.

[11]Shin J， He M， Liu Y， et al. SIRT7 represses Myc activity to suppress ER stress and prevent fatty liver disease [J]. Cell Rep 2013； 5：654-665.

[12]Li L， Shi L， Yang S， et al. SIRT7 is a histone desuccinylase that functionally links to chromatin compaction and genome stability [J]. Nat Commun 2016； 7：12235.

[13]Tsai YC，Greco TM，Boonmee A，et al.Functional proteomics establishes the interaction of SIRT7 with chromatin remodeling complexes and expands its role in regulation of RNA polymerase I transcription[J].Mol Cell Proteomics 2012；11：60-76.

[14]Hubbi ME， Hu H， Kshitiz Gilkes DM， Semenza GL. Sirtuin-7 inhibits the activity of hypoxia-inducible factors [J]. J Biol Chem 2013； 288：20768-20775.

[15]Chen S， Blank MF， Iyer A， et al. SIRT7-dependent deacetlyation of the U3-55k protein controls pre-rRNA processing. Nat Commun 2016； 7：10734.

[16]Grob A， Roussel P， Wright JE， et al. Involvement of SIRT7 in resumption of rDNA transcription at the exit from mitosis [J]. J Cell Sci 2009； 122：489-498.

[17]Kiran S， Chatterjee N， Singh S， et al. Intracellular distribution of human SIRT7 and mapping of nuclear/nucleolar localization signal. FEBS J 2013； 280：3451-3466.

[18]Barber MF， Michishita-Kioi E， Xi Y， et al. SIRT7 links H3K18 deacetylation to maintenance of oncogenic transformation [J]. Nature 2012； 487：114-118.

[19]Malik S， Villanova L， Tanaka S， et al. SIRT7 inactivation reverses metastatic phenotypes in epithelial and mesenchymal tumors [J]. Sci Rep 2015； 5：9841.

[20]Kim JK， Noh JH， Jung KH， et al. Sirtuin7 oncogenic potential in human hepatocellular carcinoma and its regulation by the tumor suppressors MiR-125a-5p and MiR-125b [J]. Hepatology 2013； 57：1055-1067.