ASF1B 在膠質母細胞瘤中的表達及其與患者預后的關系

李思博 關梅村 曹艷菲 姜旭東 張麗娜＊

(1、佳木斯大學附屬第一醫院，黑龍 江佳木斯 154000 2、佳木斯大學附屬第二醫院，黑龍 江佳木斯 154000 3、大慶油田總醫院，黑龍 江大慶 163411）

作為WHOⅣ級膠質瘤，膠質母細胞瘤(glioblastoma，GBM)是最常見的成人原發性腦腫瘤，盡管積極的接受治療，但患者的中位生存期依舊不足兩年[1]。目前仍然缺乏十分有效的治療手段來對抗這一頑固性的癌癥。膠質母細胞瘤具有強大增殖能力和侵襲能力，特別是對瘤旁正常組織的影響，這是由于腫瘤微環境中存在復雜的分子間相互作用調控機制。所以尋找可以作為膠質母細胞瘤診治的靶向分子，闡明其臨床轉化價值，從而為這一疾病提供重要的見解。

組蛋白伴侶抗沉默功能蛋白1B（anti-silencing function 1B, ASF1B）是一種重要的組蛋白伴侶蛋白，其主要功能是參與細胞增殖[2,3]。早期研究表明ASF1B 過表達與乳腺癌預后相關，ASF1B 敲除后顯著的抑制細胞增殖[4]。在另一項研究Liu 等[5]發現ASF1B 通過穩定CDK9 蛋白表達來促進宮頸癌的惡性進展，初步的揭示了ASF1B 的促癌機制。 基因富集分析 (gene set enrichment analysis, GSEA) 數據表明ASF1B 相關基因富集于增殖和免疫相關通路[6]。在肺腺癌中, ASF1B 通過抑制細胞凋亡來促進腫瘤的進展[6]。這些研究證實了ASF1B 作為促癌基因的潛力。然而在膠質母細胞瘤中，ASF1B 的腫瘤生物學功能仍然未見報道。所以，本研究擬通過應用生物信息學技術挖掘ASF1B 在膠質母細胞瘤中的潛在功能，并預測其臨床轉化價值。

1 資料與方法

1.1 從TCGA 數據庫中下載數據

從癌癥基因組圖譜(The Cancer Genome Atlas, TCGA)是最為全面的人類基因組計劃之一，其主要功能是分析并提供不同類癌癥基因組序列表達、甲基化等相關數據[7]。我們從TCGA 數據庫下載156 例原發性膠質母細胞瘤以及5 例正常腦組織mRNA 表達原始數據，通過R 語言軟件中DEseq2包進行DEG(differetrial expression genes)分析。

1.2 GEPIA 數據分析

基因表達譜交互分析 (Gene Expression Profiling Interactive Analysis, GEPIA)提供了包括差異表達分析、圖譜繪制和相關性分析等可定制功能，可以將大多數癌癥與各自的正常組織或各種癌癥亞型進行數據差異表達分析[8]。我們通過GEPIA 數據庫對ASF1B 在膠質瘤以及正常腦組織mRNA 的表達水平進行了分析。

1.3 CCLE 數據庫分析

癌細胞百科全書(Cancer Cell Line Encyclopedia,CCLE)是對癌細胞的遺傳信息進行大規模分析，為癌癥新驅動分子的研究提供了嚴格的框架[9]。本研究通過CCLE 數據庫分析了ASF1B 在各類癌癥中的表達情況。

1.4 HPA 數據庫分析

人蛋白質數據庫(Human Protein Atlas,HPA) 是一個開放式數據獲取數據庫，可以檢索全基因組范圍內單個蛋白表達與臨床結果的相關性[10]。本研究通過檢索HPA 數據庫分析了ASF1B 在高級別膠質瘤以及正常腦組織蛋白表達情況。

1.5 PrognoScan 數據庫分析

PrognoScan 數據庫通過評估潛在的腫瘤標記物和治療靶點與患者生存期之間的相關性來深入研究癌癥[11]。我們利用PrognoScan 數據庫分析了ASF1B 與膠質瘤患者預后的相關性。

1.6 統計學分析

本研究中TCGA 數據由R 語言Deseq2 包進行統計分析。其他生物信息學結果由相應數據庫自備統計分析系統完成統計，P <0.05 表明結果具有統計學意義。

2 結果

2.1 ASF1B 是膠質母細胞瘤中上調最明顯的基因之一

通過對TCGA 數據庫中156 例原發性膠質母細胞瘤以及5 例正常腦組織樣本mRNA 表達數據進行比對發現(圖1A)，ASF1B 在原發性膠質母細胞瘤中表達增高，是上調最明顯的基因之一(變化倍率5.829612839，P=2.07E-42，圖1B)。

圖1 TCGA 數據庫(A)膠質母細胞瘤以及正常組織基因表達散點圖,(B)ASF1B 在膠質母細胞瘤樣本中表達上調

2.2 ASF1B 在膠質瘤以及正常組織表達情況

本研究通過GEPIA 數據庫分析ASF1B 在正常組織以及膠質瘤中的mRNA 表達水平。結果顯示與正常組織相比，ASF1B 在膠質瘤中表達上調，并且在膠質母細胞瘤中ASF1B的表達水平明顯高于低級別膠質瘤(圖2A)，提示ASF1B 的表達可能與膠質瘤的惡性進展存在密切相關性，P<0.05。

圖2 GEPIA 數據庫(A)ASF1B 在膠質母細胞瘤以及低級別膠質瘤中的表達

2.3 ASF1B 在腫瘤細胞系中的表達水平

本研究通過CCLE 在線數據庫分析了40 種腫瘤細胞系ASF1B 的表達情況。結果顯示ASF1B 在膠質瘤細胞系中表達上調，并且ASF1B 在膠質瘤細胞系中的表達水平要高于多數腫瘤細胞系，提示了ASF1B 與膠質瘤細胞生長發育的密切關聯(圖3A)。

圖3 CCLE 數據庫(A)ASF1B 在40 種癌癥細胞系中的表達

2.4 ASF1B 在膠質瘤組織以及正常腦組織中蛋白表達水平

我們的研究通過HPA 數據庫在線分析了ASF1B 在高級別膠質瘤以及人正常腦組織中免疫組織化學染色結果。結果顯示ASF1B 在正常腦組織中染色水平低(圖4A)，而在高級別膠質瘤中染色較強(圖4B)。提示ASF1B 蛋白在高級別膠質瘤中表達上調，與ASF1B mRNA 在膠質瘤中的表達一致。

圖4 HPA 數據庫(A)ASF1B 蛋白在正常腦組織中以及(B)在高級別膠質瘤中的表達水平

2.5 ASF1B 與膠質瘤患者的不良預后相關

我們通過PrognoScan 數據庫在線分析了膠質瘤以及星形細胞瘤患者ASF1B 表達狀態與患者生存期之間的相關性。結果表明，ASF1B 高水平表達與膠質瘤患者(圖5A，P<0.05)以及星形細胞瘤患者(圖5B，P<0.001) 的不良預后呈現顯著的相關性。

圖5 Prognosacn 數據庫(A)ASF1B 表達與膠質瘤患者以及(B)星形細胞瘤患者預后相關性

3 討論

細胞增殖與腫瘤惡性進展密切相關。ASF 家族是一種保守的組蛋白伴侶，主要有兩個子成員，ASF1A 和ASF1B。與其同源基因功能不同的是，ASF1B 主要在增殖過程中發揮作用，而ASF1A 則在多種生理過程中均有表達[12]。ASF1 家族基因與其次級因子相互作用，結合于組蛋白變體H3.3 和H3.1，并參與核小體組裝過程[13]。但ASF1B 在核小體組裝過程中發揮的功能仍不清楚。近期的幾項泛癌研究發現ASF1B 在多數癌癥中異常表達，并且與患者的不良預后相關[14,15]。ASF1B 的功能還涉及微衛星不穩定性和免疫微環境的細胞浸潤[14]。總之，ASF1B 在其他腫瘤發展過程中發揮重要功能，這讓我們對ASF1B 在膠質母細胞瘤中發揮的腫瘤生物學功能產生了興趣。

生物信息學技術發展迅速，多種在線數據庫可以對單個基因在癌癥中的表達、預后相關性等重要信息進行檢索。我們應用生物信息學技術對ASF1B 在膠質母細胞瘤中的表達、分級相關性以及與患者預后的相關性進行了分析，我們的數據初步闡明了ASF1B 與膠質母細胞瘤惡性進展的相關性。