MBOAT7在肝癌組織中的表達(dá)及其生物信息學(xué)功能分析

肖劍寒

摘要：目的 利用數(shù)據(jù)挖掘分析 MBOAT7 在肝細(xì)胞癌中的表達(dá)情況，并進(jìn)一步探討 MBOAT7的生物學(xué)作用及功能。方法 利用 GEPIA數(shù)據(jù)庫(kù)分析MBOAT7 基因在肝細(xì)胞癌中mRNA水平的變化，并對(duì)MBOAT7 基因的表達(dá)水平與肝細(xì)胞癌患者生存期進(jìn)行分析。利用cBioPortal數(shù)據(jù)庫(kù)和LinkedOmics數(shù)據(jù)庫(kù)分析MBOAT7在肝細(xì)胞癌中共表達(dá)基因。利用Cytoscape3.7和STRING數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)MBOAT7共表達(dá)基因進(jìn)行生物信息分析。結(jié)果 與正常組織相比，肝細(xì)胞腫瘤組織中MBOAT7 基因在 mRNA 水平呈高表達(dá)（|Log2FC|Cutoff=0.5，P<0.01），MBOAT7 基因的高表達(dá)水平的肝細(xì)胞腫瘤患者的總體生存時(shí)間低于低表達(dá)的患者（HR=1.9，Log?rank P<0.01）。預(yù)測(cè)MBOAT7共表達(dá)基因共76個(gè)，共表達(dá)基因功能富集在amide transmembrane transporter activity、snRNP binding、hydro-lyase activity等生物學(xué)過程和功能（P<0，05）；主要參與了beta-Alanine metabolism、Propanoate metabolism、Valine，leucine and isoleucine degradation等信號(hào)通路過程（P<0.05）；蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)分析提示，CAT、TRIM28、H2AFX、SNRPD2等基因與MBOAT7有明顯或潛在的相互作用（P<0.01）。 結(jié)論 大樣本數(shù)據(jù)挖掘能迅速獲取肝細(xì)胞癌腫瘤組織中 MBOAT7表達(dá)的相關(guān)信息，為探索 MBOAT7在肝癌腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用提供生物信息學(xué)理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：肝細(xì)胞癌；HCC；MBOAT7；生物信息學(xué)

【中圖分類號(hào)】797.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2107-2306（2019）02-146-03

肝細(xì)胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）是全球第六大常見癌癥，也是全球腫瘤死亡的第四大原因，每年約有841，000新發(fā)病例和782，000死亡病例[1]。HBV和HCV病毒慢性感染，嗜酒，黃曲霉毒素，與肥胖和糖尿病相關(guān)的代謝綜合征是引起肝細(xì)胞癌的重要原因[2]。肝細(xì)胞癌患者診斷時(shí)，往往處于晚期或者無(wú)法治愈的階段，因此深入研究HCC發(fā)病機(jī)制，發(fā)現(xiàn)具有早期診斷和評(píng)價(jià)預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)記物，尋找潛在的治療靶點(diǎn)是必要的[3]。

跨溶血脂酰肌醇酰基轉(zhuǎn)移酶1（membrane bound O-acyltransferase domaincontaining 7，MBOAT 7）參與了花生四烯酸和磷脂酰肌醇的重組的過程。MBOAT7 rs641738多態(tài)性是位于MBOAT7基因非編碼區(qū)中一種常見的遺傳變異，抑制MBOAT7在mRNA和蛋白水平上的表達(dá)，并且與肝細(xì)胞和循環(huán)中花生四烯酸-磷脂酰肌醇水平的降低有關(guān)[4]。歐洲人群酒精相關(guān)性肝硬化進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)研究和隊(duì)列驗(yàn)證研究，發(fā)現(xiàn)MBOAT7、 TM6SF2以及 PNPLA3基因多態(tài)性是酒精相關(guān)性肝硬化的重要危險(xiǎn)因子，且均在脂質(zhì)加工中起作用，表明脂質(zhì)代謝在酒精相關(guān)性肝硬化的發(fā)病機(jī)制中是重要的[5]。慢性HBV感染患者[6， 7]和 NAFLD患者[4， 8] ，MBOAT7 rs641738同樣促進(jìn)炎癥和纖維化的進(jìn)展。

MBOAT7在肝病的發(fā)展中起著重要的作用，但其在肝細(xì)胞癌中的作用仍不清楚。本研究使用數(shù)據(jù)庫(kù)分析MBOAT7在肝細(xì)胞癌的表達(dá)情況，并應(yīng)用生物信息學(xué)對(duì)氣功能做預(yù)測(cè)。

1 實(shí)驗(yàn)方法.

1.1 提取MBOAT7表達(dá)量數(shù)據(jù) TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)和 GTEx數(shù)據(jù)庫(kù)收錄了不同組織中基因的mRNA表達(dá)量數(shù)據(jù)。Gene Expression Profling Interactive Analysis（GEPIA）是一個(gè)便捷的在線分析TCGA和GTEx數(shù)據(jù)的網(wǎng)站[9]。在GEPIA數(shù)據(jù)庫(kù)提取MBOAT7基因在不同腫瘤組織中的表達(dá)情況，重點(diǎn)分析肝細(xì)胞癌中的表達(dá)。

1.2 預(yù)測(cè)MBOAT7共表達(dá)基因 利用cBioPortal[10]和LinkedOmics[11]分析肝細(xì)胞腫瘤數(shù)據(jù)（LIHC）（TCGA，Provisional）獲取MBOAT7共表達(dá)基因，篩選條件以Spearman`s相關(guān)系數(shù)>|0.5|為標(biāo)準(zhǔn)。用在線分析工具（http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/Venn/）做韋恩圖，并獲得前兩者共同的基因。

1.3 預(yù)測(cè)MBOAT7生物學(xué)功能 利用Cytoscape3.7對(duì)MBOAT7共表達(dá)基因進(jìn)行GO和KEGG信號(hào)通路富集分析，篩選條件以P<0.05為標(biāo)準(zhǔn)。利用STRING數(shù)據(jù)庫(kù)[12]分析蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間相互作用（PPI）網(wǎng)絡(luò)，并且用Cytoscape3.7軟件對(duì)PPI進(jìn)行可視化并且分析潛在的關(guān)鍵共表達(dá)基因。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 用Student’s t 檢驗(yàn)驗(yàn)證HCC與癌旁組織基因mRNA表達(dá)差異。用Spearman`s相關(guān)系數(shù)分析基因表達(dá)的相關(guān)性。采用Kaplan-Meier生存分析計(jì)算生存百分比，采用廣義log-rank檢驗(yàn)估計(jì)生存百分比的差異。P值<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果.

2.1 MBOAT7基因在肝細(xì)胞癌組織中高表達(dá) 通過GEPIA數(shù)據(jù)庫(kù)分析提示，MBOAT7基因在肝細(xì)胞癌中的表達(dá)水平高于正常組織（|Log2FC|Cutoff=0.5，P<0.01），結(jié)果見圖1-A。MBOAT7表達(dá)水平與肝細(xì)胞腫瘤患者預(yù)后的關(guān)系 以表達(dá)量前50%作為高表達(dá)組，后50%作為低表達(dá)組，通過GEPIA數(shù)據(jù)庫(kù)分析，發(fā)現(xiàn)MBOAT7基因在肝細(xì)胞腫瘤中高表達(dá)患者與低表達(dá)患者相比，總生存率降低（HR=1.9，Log-rank P<0.01），結(jié)果見圖1-B。提示MBOAT7基因表達(dá)差異影響肝細(xì)胞癌患者的預(yù)后。

2.2 MBOAT7共表達(dá)基因生物信息學(xué)分析 利用cBioPortal和LinkedOmics分析TCGA肝細(xì)胞腫瘤數(shù)據(jù)，獲取76個(gè)與MBOAT7共表達(dá)的基因，結(jié)果見圖2-A。通過Cytoscape3.7進(jìn)行GO分析，發(fā)現(xiàn)MBOAT7共表達(dá)基因主要富集在amide transmembrane transporter activity、snRNP binding、hydro-lyase activity等過程（P<0.05）；KEGG通路分析，發(fā)現(xiàn)MBOAT7共表達(dá)基因主要富集在beta-Alanine metabolism、Propanoate metabolism、Valine，leucine and isoleucine degradation等過程P<0.05）。通過STRING分析，MBOAT7在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中處于重要位置，PPI富集P<0.01，節(jié)點(diǎn)數(shù)為77。通過Cytoscape軟件對(duì)PPI數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，運(yùn)用MMH法挑選出CAT、TRIM28、H2AFX、SNRPD2等10個(gè)在MBOAT7共表達(dá)基因中起關(guān)鍵重用的基因，結(jié)果見圖2-B。

3 討論.

目前研究表明，MBOAT7參與磷酸肌醇重構(gòu)的過程，促進(jìn)花生四烯酸（AAs）與溶血磷脂酰肌醇的連接，降低花生四烯酸的含量[13]。MBOAT7 rs641738促進(jìn)肝病的進(jìn)展，參與炎癥、纖維化等過程[14]。目前MBOAT7在肝細(xì)胞癌中的研究較少。最近有意大利和英國(guó)人群的報(bào)道，MBOAT7與非酒精性脂肪肝病進(jìn)展為HCC的過程有相關(guān)性，提示MBOAT7可能在HCC的發(fā)病及進(jìn)展中起著重要作用[15]。

生物信息學(xué)通過整合和充分利用目前浩瀚的數(shù)據(jù)資源，為研究提供新的思路和理論支持。本研究首先利用GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)研究MBOAT7轉(zhuǎn)錄水平上在肝細(xì)胞腫瘤的表達(dá)情況。 結(jié)果顯示，肝細(xì)胞腫瘤組織中MBOAT7表達(dá)水平均顯著高于正常對(duì)照組織，且MBOAT7基因在肝細(xì)胞腫瘤中高表達(dá)患者與低表達(dá)患者相比，總生存率降低。接著，利用Cytoscape3.7分析發(fā)現(xiàn)，MBOAT7基因在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中處于重要節(jié)點(diǎn)位置，參與調(diào)節(jié)許多生理過程，但主要集中在物質(zhì)代謝過程， 提示物質(zhì)代謝在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)分析，提示CAT、TRIM28、H2AFX、SNRPD2等基因可能與 MBOAT7有密切關(guān)系，但需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

綜上所述，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，預(yù)測(cè)MBOAT7在肝細(xì)胞細(xì)胞腫瘤中呈高表達(dá)狀態(tài)，且影響患者預(yù)后，而利用生物信息學(xué)分析獲得了與MBOAT7共表達(dá)基因，為進(jìn)一步研究MBOAT7在肝細(xì)胞腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用提供了線索和依據(jù)。

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