基于TCGA數(shù)據(jù)庫的子宮內(nèi)膜癌組織中FOXA1、2、3 mRNA表達(dá)分析

劉念，蔡鴻寧

(湖北省婦幼保健院，武漢430070)

子宮內(nèi)膜癌是常見的婦科惡性腫瘤，發(fā)病率逐年上升[1]。子宮內(nèi)膜癌根據(jù)組織學(xué)特點(diǎn)不同分為兩類，Ⅰ類子宮內(nèi)膜癌是雌激素依賴型，預(yù)后較好；Ⅱ類子宮內(nèi)膜癌雌激素表達(dá)較低或呈陰性，預(yù)后較差[2]。長期暴露于雌激素被認(rèn)為是子宮內(nèi)膜癌形成的重要因素[2]。雌激素活性調(diào)節(jié)涉及到多種共同因子，其中前驅(qū)因子叉頭盒蛋白A(FOXA)是雌激素活性調(diào)節(jié)的重要因子。FOXA家族由FOXA1、FOXA2及FOXA3三個(gè)成員組成，三者結(jié)構(gòu)相似，含有高度保守的核定位序列，在N-和C-端反式激活結(jié)構(gòu)域具有同源性[3]。FOXA家族成員被證實(shí)在多種腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中扮演著重要角色，如肺癌[4]、結(jié)腸癌[5]、乳腺癌[6]等。而對FOXA家族與子宮內(nèi)膜癌關(guān)系的研究較少。癌癥基因組圖譜(TCGA)是一個(gè)在線公共數(shù)據(jù)集，匯聚了大量表達(dá)譜數(shù)據(jù)和臨床資料，是多種生物信息學(xué)分析所依賴的重要資源。2018年7月，本研究借助TCGA數(shù)據(jù)庫對FOXA1、2、3 mRNA表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌臨床病理參數(shù)及預(yù)后的關(guān)系進(jìn)行分析，為進(jìn)一步研究FOXA家族成員在子宮內(nèi)膜癌發(fā)生發(fā)展中的作用提供線索和思路。

1 資料與方法

1.1 子宮內(nèi)膜癌患者資料收集 于2018年7月從TCGA公共數(shù)據(jù)庫下載547例子宮內(nèi)膜癌數(shù)據(jù)集及臨床病理資料(https://tcga-data.nci.nih.gov/tcga/)，其中41例患者因臨床資料缺失而剔除，最后得到有完整臨床病理參數(shù)和生存資料的病例506例。患者年齡31～90歲、中位年齡64歲；白種人345例、黑種人103例、亞洲黃種人17例、人種無詳細(xì)信息41例；組織類型為子宮內(nèi)膜樣腺癌377、混合型22例、漿液性子宮內(nèi)膜腺癌107例；臨床分期Ⅰ期310例、Ⅱ期48例、Ⅲ期121例、Ⅳ期27例；病理分級G1級104例、G2級111例、G3級291例；絕經(jīng)前49例、絕經(jīng)后414例、缺失43例；無腹水322例、合并腹水57例、缺失127例。

1.2 FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表達(dá)數(shù)據(jù)提取 從TCGA公共數(shù)據(jù)庫下載的子宮內(nèi)膜癌mRNA數(shù)據(jù)集中提取FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表達(dá)RNA seq V2數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料比較采用t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn),相關(guān)性分析采用非參數(shù)Speraman檢驗(yàn),生存分析采用Kaplan-Meier法,單因素和多因素分析采用COX回歸模型分析,FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表達(dá)量的截?cái)嘀挡捎肵-tile軟件[7]計(jì)算。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表達(dá)及其與子宮內(nèi)膜癌臨床病理參數(shù)的關(guān)系 506例子宮內(nèi)膜癌樣本中，F(xiàn)OXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。FOXA2 mRNA的表達(dá)與FOXA1、FOXA3 mRNA表達(dá)呈正相關(guān)(r分別為0.109、0.132，P均<0.05)。FOXA1 mRNA表達(dá)與FOXA3 mRNA表達(dá)不相關(guān)(r=-0.081，P=0.068)。通過X-tile軟件計(jì)算FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表達(dá)量的截?cái)嘀担謩e為0.690、-1.000、-0.400，根據(jù)截?cái)嘀祵⒒颊叻譃楦弑磉_(dá)者和低表達(dá)者。不同病理分級患者FOXA1 mRNA表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，隨病理分級增高而表達(dá)降低(P=0.019)，F(xiàn)OXA1 mRNA表達(dá)與患者年齡、組織學(xué)類型、臨床分期、絕經(jīng)狀態(tài)及腹水情況無關(guān)。FOXA2 mRNA的表達(dá)隨年齡、臨床分期、病理分級增高而下降(P均<0.05)，而與組織學(xué)類型、絕經(jīng)狀態(tài)、腹水情況無關(guān)。FOXA3 mRNA在高病理分級者中的表達(dá)高于低病理分級者(P=0.020)，F(xiàn)OXA3 mRNA表達(dá)與患者年齡、組織學(xué)類型、臨床分期、絕經(jīng)狀態(tài)及腹水情況無關(guān)。詳見表1。

表1 FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌臨床病理參數(shù)的關(guān)系(%)

2.2 FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌患者預(yù)后的相關(guān)性 Log-Rank檢驗(yàn)結(jié)果顯示，F(xiàn)OXA1 mRNA表達(dá)量與子宮內(nèi)膜癌預(yù)后不相關(guān)(P=0.384)，而FOXA2 mRNA低表達(dá)患者[(114.73±18.63)月]的生存期低于高表達(dá)患者[(135.08±8.51)月]，P=0.013。FOXA2 mRNA低表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌患者不良預(yù)后有關(guān)。FOXA3 mRNA高表達(dá)患者[(94.88±4.58)月]的生存期低于低表達(dá)的患者[(184.37±9.70)月]，P=0.015。FOXA3 mRNA高表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌不良預(yù)后有關(guān)。子宮內(nèi)膜癌預(yù)后影響因素的單因素分析結(jié)果顯示，組織學(xué)類型(HR=0.396，95%CI0.254～0.618)、臨床分期(HR=0.256，95%CI0.165～0.396)、病理分級(HR=0.395，95%CI0.239～0.654)、FOXA2 mRNA表達(dá)(HR=1.864，95%CI1.133～3.066)、FOXA3 mRNA表達(dá)(HR=0.538，95%CI0.325～0.892)與子宮內(nèi)膜癌患者預(yù)后有關(guān)(P均<0.05)。將單因素分析有意義的因素納入COX風(fēng)險(xiǎn)比例模型行多因素分析，結(jié)果顯示，F(xiàn)OXA3 mRNA表達(dá)(HR=0.585，95%CI0.351～0.975)、臨床分期(HR=3.446，95%CI2.211～5.373)、病理分級(HR=1.998，95%CI1.199～3.328)是子宮內(nèi)膜癌患者預(yù)后的獨(dú)立影響因素(P均<0.05)。

3 討論

盡管子宮內(nèi)膜癌總體生存率良好，但子宮內(nèi)膜癌早期診斷將使患者受益于輔助治療而降低復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。目前子宮內(nèi)膜癌的早期診斷方面仍存在一些困難[8]，因此，明確參與子宮內(nèi)膜癌發(fā)生發(fā)展的分子及其相關(guān)機(jī)制對于預(yù)防和治療子宮內(nèi)膜癌至關(guān)重要。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)的HNF3蛋白是一種全新的DNA結(jié)合蛋白，參與肝臟組織的發(fā)展和對肝臟特定基因的調(diào)節(jié)[9]。HNF3蛋白又稱FOXA蛋白，由FOXA1(HNF3α)、FOXA2(HNF3β)、FOXA3(HNF3γ)三種亞型組成[10]。FOXA蛋白結(jié)合DNA，不僅與發(fā)育過程的早期信號轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)程序有關(guān)，而且在腫瘤發(fā)生發(fā)展中也起到重要的調(diào)節(jié)作用[10]。FOXA家族三個(gè)成員結(jié)構(gòu)不同，在組織發(fā)育及腫瘤形成過程中有不同的作用。

FOXA1位于人第14號染色體上，全長共5 300 bp，由N端轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域、DNA結(jié)合區(qū)域和C端蛋白結(jié)合域組成[10]。FOXA1在胰腺細(xì)胞功能中起著關(guān)鍵作用[11]。FOXA1基因敲除小鼠會出現(xiàn)嚴(yán)重低血糖癥并在出生后不久死亡[12]。FOXA2位于人20號染色體，全長45 kb，由兩端轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域、保守的叉頭框區(qū)域及抑制區(qū)和磷酸化區(qū)域組成[13]。FOXA2在能量代謝、腫瘤的發(fā)生發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。FOXA2基因敲除小鼠的肝臟和胰腺發(fā)育有嚴(yán)重缺陷，并在早期胚胎形成過程中死亡[14]。FOXA3位于人19號染色體，F(xiàn)OXA3基因敲除的小鼠沒有表現(xiàn)出明顯的表型變化。FOXA家族作為轉(zhuǎn)錄因子與惡性腫瘤的發(fā)生、增殖、浸潤及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。在不同的腫瘤中，F(xiàn)OXA家族基因表達(dá)及其作用均不相同。在多數(shù)腫瘤如乳腺癌、肝癌、肺癌、甲狀腺癌、胃腺癌中，F(xiàn)OXA表達(dá)與腫瘤的發(fā)生發(fā)展呈負(fù)相關(guān)，F(xiàn)OXA表達(dá)可抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。而在前列腺癌等惡性腫瘤中，F(xiàn)OXA表達(dá)可促進(jìn)腫瘤的生長、浸潤及轉(zhuǎn)移[15]。

本研究結(jié)果顯示，子宮內(nèi)膜癌組織中FOXA1的表達(dá)與病理分級有關(guān)。生存分析結(jié)果顯示，F(xiàn)OXA1的表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌患者總體生存率無關(guān)。有研究顯示FOXA1表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及腫瘤分期相關(guān)，與預(yù)后無關(guān)[16]，與本研究結(jié)果一致。相關(guān)研究顯示，F(xiàn)OXA1可抑制細(xì)胞增殖及侵襲、轉(zhuǎn)移[17]。上述結(jié)果提示FOXA1在子宮內(nèi)膜癌發(fā)生發(fā)展過程中可能起著抑癌作用。目前,對FOXA2與子宮內(nèi)膜癌的關(guān)系研究主要集中于其基因突變與腫瘤臨床參數(shù)的相關(guān)性[18～20]。本研究分析了FOXA2的表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌臨床病理參數(shù)的相關(guān)性，結(jié)果顯示FOXA2表達(dá)與年齡、臨床分期、病理分級有關(guān)，其低表達(dá)與患者不良預(yù)后相關(guān)，提示FOXA2在子宮內(nèi)膜癌發(fā)生發(fā)展過程中也可能起著抑癌作用。目前對FOXA3的研究大多停留在對其結(jié)構(gòu)的分析，對于功能的研究較少。本研究發(fā)現(xiàn),FOXA3的表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌病理分級相關(guān)，F(xiàn)OXA3高表達(dá)與患者不良預(yù)后相關(guān)。多因素分析結(jié)果顯示，F(xiàn)OXA家族三個(gè)成員中只有FOXA3是子宮內(nèi)膜癌預(yù)后的獨(dú)立影響因素。

有學(xué)者研究表明，在肝癌細(xì)胞中，F(xiàn)OXA2可與FOXA1和FOXA3相互作用，而FOXA1與FOXA3之間無相互作用[19]。還有大量研究結(jié)果顯示，在機(jī)體中FOXA2與FOXA1有互補(bǔ)作用，在FOXA1缺乏的情況下FOXA2可彌補(bǔ)其功能[20]。本研究結(jié)果顯示，子宮內(nèi)膜癌組織中FOXA2表達(dá)與FOXA1、FOXA3表達(dá)呈正相關(guān)，而FOXA1表達(dá)與FOXA3表達(dá)無關(guān)，與已有研究報(bào)告一致。

上述研究結(jié)果提示，F(xiàn)OXA1、FOXA2可能參與抑制子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展，可作為診療子宮內(nèi)膜癌的潛在靶點(diǎn)。而FOXA3是子宮內(nèi)膜癌預(yù)后的獨(dú)立影響因素，可作為潛在的評估患者預(yù)后的標(biāo)志物或治療靶點(diǎn)。本研究結(jié)果為接下來的基礎(chǔ)和臨床探索提供了線索和思路，今后仍需多中心、大樣本的研究結(jié)合多維度實(shí)驗(yàn)分析，進(jìn)一步證實(shí)FOXA家族特別是FOXA3在子宮內(nèi)膜癌發(fā)生發(fā)展中的作用及其機(jī)制。