谷胱甘肽過氧化物酶1在肝癌組織中的表達相關信號通路及與患者預后關系

王 帥

河南省開封市第六人民醫院四病區 475001

肝癌(Hepatocellular carcinoma)是臨床上較為常見的一類消化系統惡性腫瘤，預后較差，死亡率高[1]。肝癌的發生與慢性乙型肝炎明顯相關，而我國是肝炎大國，乙肝感染人數高達數千萬，因而肝癌的發病率明顯高于西方歐美國家[2]。雖然慢性肝炎與肝癌的關系已較為明確，但肝癌發生的確切分子機制目前仍不十分清楚。近年來研究認為，肝癌的發生機制與某些基因的異常表達有關。

谷胱甘肽過氧化物酶1(Glutathione peroxidase 1，GPX1)是人體的重要抗氧化酶，能夠對進入人體的氧化氫進行分解代謝，降低過氧化物對機體的損害。GPX1在肝癌中的表達情況、生物學功能及與預后的關系不清[3-4]。

1 資料與方法

1.1 GPX1基因表達水平分析 在TCGA數據庫中檢索“肝癌”和“GPX1基因”檢索物種為人類，比較肝癌患者癌組織和配對正常的肝組織中GPX1基因表達水平，存在差異的條件為基因差異表達>2倍(|Log2FC|>1)，F=6.11，P<0.05。

1.2 功能富集和蛋白網絡分析 采用基因本體論(Gene ontology，GO)對GPX1和相關蛋白進行功能富集，包括細胞組分、分子功能和生物學過程3個層面。同時利用STRING數據庫構建相互作用蛋白網絡構建條件為置信度>0.7。

1.3 生存分析 根據肝癌患者GPX1基因表達水平分為高低表達組，繪制生存曲線(Kaplan-Meier)，采用log-rank檢驗分析比較高低表達組與患者預后的關系。

2 結果

2.1 GPX1在肝癌和其他腫瘤中的表達 與正常肝組織比較GPX1基因多種腫瘤中表達水平上調，見圖1a；在肝癌患者中，癌組織中GPX1表達水平顯著高于正常肝組織(P<0.05)，見圖1b，但不同分期肝癌患者GPX1表達水平無明顯差異(P>0.05)，見圖1c。

圖1 GPX1在肝癌和其他腫瘤中的表達

2.2 與GPX1蛋白相互作用網絡 利用String數據庫構建與GPX1相互作用蛋白網絡，與GPX1相互作用較為緊密的蛋白網絡共有節點數共52個，相互作用關系605個，區域聚類指數為0.82。

2.3 功能富集 GPX及其相關蛋白主要定位于細胞膜和細胞漿，分子功能主要為蛋白結合、細胞凋亡、細胞增殖等，而生物學過程主要富集于代謝調節細胞對刺激的反應等。

2.4 生存分析 根據GPX1在肝癌中表達的中位數分為高低表達組，生存分析顯示高低表達組總生存(HR=1.30,P=0.12)和無疾病進展生存(HR=0.89,P=0.44)無明顯差異，見圖2。

圖2 GPX1在肝癌中表達與患者生存期關系

3 討論

我國肝癌發病率較高，早期患者接受手術治療預后較好，但晚期患者預后很差，遠期生存率較低[5-6]。目前肝癌發生、發展的分子機制仍不十分清楚，隨著分子生物學技術的不斷發展，越來越多的證據表明，肝癌的發生分子機制與干細胞內多基因的異常表達有關[7]。

GPX1基因在人類定位于人體3號染色體短臂21區，其編碼產物為抗氧化酶，能夠促進體內氧化物的分解代謝，降低過氧化氫等分子對機體細胞的毒性作用[4]。肝臟是重要的人體解毒器官，很多合成和分解代謝在肝臟內完成，同時產生大量的有毒分子，這些有毒分子中很大一部分為氧化代謝產物，需要抗氧化酶進行分解。GPX1的主要功能是降解活性氧(ROS)，保護細胞免受氧化應激，而ROS在腫瘤的發生發展過程中起到了重要的推動作用[3]。

在本研究中肝癌組織中GPX1水平增高，提示肝癌組織中氧化代謝增強，從而導致ROS過程增加，細胞氧化損傷增大，氧化損傷細胞及DNA增多超過細胞自身的修復后發生基因突變，進而導致其惡性轉化可能[3,8]。同時，我們對GPX1相互蛋白進行功能分析，提示蛋白網絡主要功能與代謝有關， 然而，GPX1在肝癌組織中的表達與患者預后無關。

因此，GPX1在肝癌組織中表達水平增高，可能參與了肝癌的發生過程，但與患者預后無關，可能無法作為肝癌預后的分子標志物。