C 末端驅(qū)動(dòng)蛋白 1在肝癌中的表達(dá)及其臨床意義

潘丁龍，陳明芬，富曉彬，黃堅(jiān)候

1福建醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院腫瘤放射治療科，福建泉州362000

2泉州市第一醫(yī)院藥劑科，福建 泉州 362000

原發(fā)性肝癌是常見(jiàn)的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2018年全球新增腫瘤病例1810萬(wàn)，死亡病例達(dá)970萬(wàn)，其中新增肝癌病例約84.1萬(wàn)，占4.7%，肝癌死亡病例約78.2萬(wàn)，占8.2%[1]。中國(guó)肝癌的發(fā)病率及病死率均較高，且呈逐年上升趨勢(shì)，對(duì)中國(guó)居民的生命健康造成嚴(yán)重威脅，給社會(huì)和醫(yī)療帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。肝癌的主要治療手段包括手術(shù)、介入治療、放化療、靶向治療及免疫治療等，目前手術(shù)仍然是有可能治愈肝癌的重要方法之一，但多數(shù)早期肝癌患者無(wú)特異性臨床表現(xiàn)，就診時(shí)常為中晚期，失去了根治性手術(shù)機(jī)會(huì)。對(duì)于中晚期肝癌患者的治療，靶向藥物發(fā)揮著重要作用，基于SHARP研究和REFLECT研究結(jié)果，多個(gè)腫瘤治療指南相繼推薦索拉非尼和侖伐替尼用于晚期不可切除肝癌患者的一線治療，具有一定的療效，但其總體生存率仍不理想[2-3]。因此，尋找肝癌潛在的精準(zhǔn)治療靶點(diǎn)具有十分重要的臨床意義。驅(qū)動(dòng)蛋白在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮非常重要的作用。C末端驅(qū)動(dòng)蛋白1（kinesin family member C1，KIFC1）參與中心體的聚集，在維持腫瘤細(xì)胞的存活中發(fā)揮關(guān)鍵作用[4]。已有研究表明，KIFC1在乳腺癌[5]、腎癌[6]、非小細(xì)胞肺癌[7]中的高表達(dá)狀態(tài)與患者的預(yù)后差有關(guān)，目前關(guān)于KIFC1在肝癌中的表達(dá)及其與預(yù)后的關(guān)系和可能的機(jī)制少見(jiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)應(yīng)用Oncomine、TPA及UALCAN數(shù)據(jù)庫(kù)分析KIFC1在肝癌組織及正常肝臟組織中的表達(dá)情況，并探討KIFC1表達(dá)與肝癌患者臨床特征及預(yù)后的關(guān)系，通過(guò)STRING數(shù)據(jù)庫(kù)分析與KIFC1相互作用的蛋白，并基于DAVID數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行基因本體（gene ontology，GO）功能注釋及京都基因與基因組百科全書(shū)（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）通路富集分析，初步探討KIFC1在肝癌發(fā)生、發(fā)展中的作用機(jī)制，旨在為肝癌的靶向治療及后續(xù)機(jī)制研究提供可靠的理論依據(jù)，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)分析

通過(guò)Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)分析KIFC1在不同腫瘤中的表達(dá)情況及其在肝癌組織及正常肝臟組織中的表達(dá)差異，并進(jìn)行Meta分析。利用TPA數(shù)據(jù)庫(kù)中的免疫組化結(jié)果分析KIFC1在肝癌組織及肝臟正常組織中的表達(dá)情況。通過(guò)UALCAN數(shù)據(jù)庫(kù)分析KIFC1表達(dá)與肝癌患者臨床特征及預(yù)后的關(guān)系。通過(guò)STRING數(shù)據(jù)庫(kù)分析與KIFC1相互作用的蛋白，并將檢索到的與KIFC1相互作用的蛋白在DAVID數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行GO功能注釋及KEGG通路富集分析。

1.2 檢索方法

1.2.1 Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)檢索在Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定檢索條件。①Gene：KIFC1；②Data Type：mRNA；③Analysis Type：CancervsNormal analysis；④臨界值限定：P＜0.01，F(xiàn)old Change＞1.5，Gene Rank=Top10%。

1.2.2 TPA數(shù)據(jù)庫(kù)檢索在TPA數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定檢索條件。①Gene：KIFC1；②Tissue：Liver；③Pathology：Liver cancer-Protein expression；④Staining：High。

1.2.3 UALCAN數(shù)據(jù)庫(kù)檢索在UALCAN數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定檢索條件。①Gene symbol：KIFC1；②TCGA dataset：Liver hepatocellular carcinoma；③Links for analysis：Expression（based on sample types,tumor grade,individual cancer stages）；④Links for analysis：Survival。

1.2.4 STRING數(shù)據(jù)庫(kù)檢索在STRING數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定檢索條件。①Protein Name：KIFC1；②Organism：Homo sapiens；③Basic Settings：active interaction sources（Experiments，Co-expression，Co-occurrence），minimum required interaction score（highest confidence）。

1.2.5 基于DAVID數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行GO功能注釋及KEGG通路富集分析在DAVID數(shù)據(jù)庫(kù)中將STRING數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索到與KIFC1相互作用的蛋白全部輸入Gene List檢索框中進(jìn)行檢索，并選擇①Homo sapiens；②Gene Ontology：GOTERM BP（CC，MF）DIRECT；③Pathway：KEGG。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)。采用Kaplan-Meier法繪制生存曲線，組間比較采用Log-rank檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)中KIFC 1在不同腫瘤及組織中的表達(dá)情況

通過(guò)Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)檢索出KIFC1相關(guān)研究346項(xiàng)，其中74項(xiàng)研究顯示腫瘤組織和正常組織中KIFC1的表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，68項(xiàng)研究顯示腫瘤組織中KIFC1高表達(dá)，6項(xiàng)研究顯示腫瘤組織中KIFC1低表達(dá)，3項(xiàng)關(guān)于肝癌的研究顯示KIFC1在肝癌組織中高表達(dá)，沒(méi)有研究顯示KIFC1在肝癌組織中低表達(dá)，Meta分析顯示KIFC1在肝癌組織中的表達(dá)水平高于正常肝臟組織。（圖1）

圖1 KIFC 1在不同腫瘤中的表達(dá)情況

2.2 TPA數(shù)據(jù)庫(kù)中KIFC 1在肝癌組織及正常肝臟組織中的表達(dá)情況

TPA數(shù)據(jù)庫(kù)中的免疫組化結(jié)果顯示，KIFC1在正常肝臟組織中不表達(dá)，在肝癌組織中高表達(dá)。（圖2）

圖2 KIFC 1在正常肝臟組織及肝癌組織中的表達(dá)情況（免疫組化EnVision法，×100）

2.3 UALCAN數(shù)據(jù)庫(kù)中KIFC 1表達(dá)與肝癌患者臨床特征及預(yù)后的關(guān)系

UALCAN數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，KIFC1在肝癌組織中的表達(dá)水平為（4.599±1.334），高于正常肝臟組織的（0.179±0.027），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），且KIFC1的表達(dá)水平隨著腫瘤分級(jí)（Ⅰ級(jí)：1.988±0.611，Ⅱ級(jí)：3.289±0.879，Ⅲ級(jí)：8.497±1.877，Ⅳ級(jí)：8.542±2.049）及 TNM分期（Ⅰ期：3.478±0.853，Ⅱ期：5.337±1.260，Ⅲ期：7.927±2.283）的升高而升高（P＜0.01）（納入的Ⅳ期病例數(shù)較少，因此差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義），KIFC1低表達(dá)組肝癌患者的生存情況明顯優(yōu)于KIFC1高表達(dá)組患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）（圖3）。

圖3 KIFC 1高表達(dá)組（ n=90）和KIFC 1低表達(dá)組（ n=275）肝癌患者的生存曲線

2.4 STRING數(shù)據(jù)庫(kù)中與KIFC 1相互作用的蛋白分析

STRING數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，與KIFC1相互作用的蛋白有8個(gè)，分別是驅(qū)動(dòng)蛋白家族成員11（kinesin family member 11，KIF11）、泛素結(jié)合酶 E2C（ubiquitin conjugating enzyme E2 C，UBE2C）、極光激酶B（aurora kinase B，AURKB）、細(xì)胞周期蛋白B2（cyclin B2，CCNB2）、有絲分裂的檢查點(diǎn)絲氨酸/蘇氨酸激酶（BUB1 mitotic checkpoint serine/threonine kinase，BUB1）、細(xì)胞分裂周期相關(guān)蛋白 8（cell division cycle associated 8，CDCA8）、驅(qū)動(dòng)蛋白家族成員2C（kinesin family member 2C，KIF2C）、細(xì)胞分裂周期蛋白20（cell division cycle 20，CDC20）。（圖4）

圖4 KIFC 1相關(guān)蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)圖

2.5 DAVID數(shù)據(jù)庫(kù)中GO功能注釋及KEGG通路分析結(jié)果

將STRING數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索到的8個(gè)相互作用蛋白在DAVID數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行GO功能注釋及KEGG通路富集分析，結(jié)果顯示：生物學(xué)過(guò)程包含有絲分裂中期赤道板的結(jié)合、微管運(yùn)動(dòng)、后期促進(jìn)復(fù)合物分解代謝、有絲分裂紡錘體的組裝及細(xì)胞分裂5類過(guò)程，細(xì)胞組分主要集中于細(xì)胞膜、著絲粒、細(xì)胞質(zhì)等11類組分，分子功能包括腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）結(jié)合、微管運(yùn)動(dòng)活性、ATP酶的活性激活3類功能，9種基因涉及的KEGG通路包括卵母細(xì)胞減數(shù)分裂、細(xì)胞周期、孕激素介導(dǎo)的卵細(xì)胞成熟和泛素-蛋白酶體通路4條信號(hào)通路。（表1）

表1 KIFC 1和相關(guān)基因的GO功能注釋及KEGG通路富集

3 討論

盡管過(guò)去幾十年來(lái)肝癌基因及分子水平的研究不斷深入，也不斷有靶向藥物應(yīng)用于臨床治療，但患者預(yù)后仍較差，總體治療效果并不理想。究其原因，與肝癌的惡性程度高有關(guān)，亦與其缺乏有效的特異性靶點(diǎn)有關(guān)，因此，尋找新的預(yù)后標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)尤為重要。

KIFC1又稱驅(qū)動(dòng)蛋白類似蛋白HEST，是一種C末端驅(qū)動(dòng)蛋白，在有絲分裂紡錘體組裝過(guò)程中發(fā)揮重要作用[8]?；A(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，KIFC1在不同組織中廣泛表達(dá)，在睪丸中表達(dá)水平最高，在精原細(xì)胞中主要分布于細(xì)胞質(zhì)，與微管共定位，而在精母細(xì)胞的細(xì)胞核中可檢測(cè)到KIFC1高信號(hào)，在早期精子細(xì)胞中，KIFC1從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，并協(xié)助微管組裝，最后在成熟精子頂體中弱表達(dá)，表明KIFC1可能參與精原細(xì)胞的有絲分裂、精母細(xì)胞減數(shù)分裂及精子發(fā)生過(guò)程中頂體的形成[9]。近年來(lái)，KIFC1在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的作用逐漸引起關(guān)注。Liu等[7]首次證明KIFC1可作為非小細(xì)胞肺癌的預(yù)后因素，并發(fā)現(xiàn)KIFC1低表達(dá)可以抑制腫瘤細(xì)胞增殖，其機(jī)制主要是在G2/M期細(xì)胞中上調(diào)p21的表達(dá)從而抑制細(xì)胞分裂周期基因2（cell division cycle 2，CDC2）的表達(dá)，進(jìn)而影響細(xì)胞周期進(jìn)程。Sekino等[10]研究發(fā)現(xiàn)，KIFC1的表達(dá)情況與前列腺癌Gleason評(píng)分及脈管浸潤(rùn)有關(guān)，KIFC1高表達(dá)前列腺癌患者的無(wú)復(fù)發(fā)生存率低于KIFC1低表達(dá)患者，提示KIFC1在前列腺癌的發(fā)展過(guò)程中具有重要作用，多因素分析顯示KIFC1高表達(dá)是前列腺癌的預(yù)后不良因素，且與多西他賽的化療療效差有關(guān)。同樣，在乳腺癌[11]、卵巢癌[12]研究中KIFC1高表達(dá)與患者預(yù)后差有關(guān)。另有研究表明，KIFC1高表達(dá)與肺癌腦轉(zhuǎn)移有關(guān)[13]。以上研究結(jié)果均表明，KIFC1高表達(dá)與腫瘤患者預(yù)后差有關(guān)，但機(jī)制尚不明確。在食管癌的研究中，KIFC1表達(dá)與預(yù)后不相關(guān)[14]。本研究基于大數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，KIFC1在肝癌組織中高表達(dá)，而在正常肝臟組織中低表達(dá)或表達(dá)缺失。此外，KIFC1在肝癌中的高表達(dá)與患者預(yù)后不良有關(guān)。通過(guò)富集分析發(fā)現(xiàn)，KIFC1可能通過(guò)卵母細(xì)胞減數(shù)分裂、細(xì)胞周期、孕激素介導(dǎo)的卵細(xì)胞成熟和泛素-蛋白酶體通路發(fā)揮作用。本研究結(jié)果表明，KIFC1在肝癌的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中可能起著致癌基因的作用。

綜上所述，KIFC1在肝癌中表達(dá)水平較高，且其高表達(dá)與患者預(yù)后差有關(guān)，為肝癌治療提供了潛在的分子靶點(diǎn)，為進(jìn)一步研究肝癌發(fā)生、發(fā)展的分子機(jī)制提供了重要的理論依據(jù)。