单基因结合全基因组发6分SCI

各位小伙伴们大家好，这次给大家分享一篇2019年3月发表在EBioMedicine杂志上的，影响因子6.68的文献。题目是Integrative analysis of h-prune as a potential therapeutic target for hepatocellular carcinoma。文章主要是研究h-prune这个基因在肝细胞癌（HCC）中的临床意义及潜在调控机制，从全基因组层次对h-prune基因进行全面研究。

术语

h-prune基因：果蝇prune蛋白，在调节肿瘤转移中具有重要作用。

TargetScan：是专门分析哺乳动物miRNA靶基因的软件，并根据已有的分析结果整理成数据库。 TMA：组织微阵列，也称组织芯片，是将数十个甚至数百个不同的组织标本制成一张玻片，高通量检测不同组织中DNA、RNA和蛋白质等分子的变化情况。

1. 研究思路

2.结果

2.1 h-prune在人肝癌中表达上调，并与较低的生存率相关

在含有304个HCC样本和匹配的正常组织（n=50）的TMA中检测了h-prune的表达。结果显示肝癌组织中h-prune的表达量高于邻近的正常组织（图A），Western blot检测了6例人肝癌组织和配对正常组织中h-prune的表达，发现在肝癌组织中h-prune显著上调（图B）。同时，配对t检验显示h-prune在HCC组织中的表达与匹配的邻近正常组织相比上调，这一点通过TCGA数据集得到进一步验证（图C）。此外，基于4个肿瘤数据集的基因表达分析证实了h-prune在肝癌中的上调表达（图D）。将304例肝癌患者分为h-prune高（n=191）亚组和h-prune低（n=113）亚组。结果发现，h-prune的高表达与更差的OS和DFS结果相关（图E）。多变量分析显示，h-prune表达是OS和DFS的独立危险因素（图F）。综上所述，这些结果表明h-prune在HCC组织中经常上调，提示h-prune可能在HCC进展中发挥作用，从而导致较差的生存结果。

2.2 h-prune调控肝癌进展的潜在机制

为了研究h-prune是否能促进肝癌的发生，通过对h-prune表达水平的高低组进行差异表达分析，发现了2006个上调基因和1972个下调基因。GO分析显示，在h-prune高表达的患者中，与细胞增殖、DNA甲基化和典型Wnt信号通路相关的基因集发生了变化（图B）。进一步利用GSEA分析也验证了GO分析的结果（图C）。之前已有文章证明h-Prune是Wnt信号的激活剂，这表明h-Prune通过Wnt信号途径激活肿瘤细胞增殖并诱导肿瘤抑制基因甲基化，在HCC中作为肿瘤启动子的潜在功能。

2.3 h-prune高表达与低表达患者突变及CNV分析

h-prune高表达的肿瘤在RPS6KA3中具有更高的突变频率（图A），已有文章证明RPS6KA3参与了细胞增殖过程。同时，在具有较高h-prune表达的肿瘤中检测到RB1（图A）具有较高的突变频率，而RB1是一个著名的肿瘤抑制基因。这表明，与RPS6KA3和RB1突变相关的功能可能会被激活，这将有助于h-prune的过度表达。而图B表明不论h-prune的表达量如何，大部分细胞的染色体都发生了显著的扩增或缺失。图C表明不管拷贝数扩增或缺失的程度如何，h-prune在表达量高低组之间的差异表达基因并不会受拷贝数变异的影响，表明在拷贝数异常表达基因与h-prune差异表达基因之间是具有独立性的。

3.4 miRNAs与h-prune表达的相关性

3.5与h-prune表达相关的潜在表观遗传变化分析

有研究已经证明miRNA表达的失调是肝癌发生的关键因素。所以文章试图评估miRNA在h-prune上调后可能调控的基因。利用TargetScan预测miRNAs与其靶基因之间的关系。h-prune-high组（参照h-prune-low组，图A）共检测到25个上调mirna和73个下调mirna。通过使用TargetScan，鉴定了568对miRNA相互作用，其中440对在具有高h-prune表达的HCC中是高度下调的基因（图B）。这个网络证明了肿瘤抑制基因的表达，包括ARID1A和CAMTA1，也可能受到miRNAs的调控。这些结果表明miRNA在调控h-prune-high患者肝癌发生的过程中存在反馈环。与此同时，DNA甲基化被认为是另一种调控基因表达的表观遗传因子。在本研究的GSEA分析中，h-prune-high患者中参与DNA甲基化的基因较多。为了研究h-prune表达低和高患者的DNA甲基化模式，利用WGCNA将甲基化基因聚类到不同的共甲基化模块中。在图C和D中描绘了网络和识别的模块。这里的每个模块被分配了一个唯一的颜色标识符，其余连接不紧密的基因被着色为灰色。只有青绿色模块显示出与h-prun-high状态的统计正相关（图E）。为了寻找h-prune上调后甲基化的重要靶基因，这里将肿瘤抑制基因与h-prune-high患者中的青绿色模块和下调基因重叠。结果表明，55个抑癌基因的甲基化状态可能受到h-prune上调的影响（图F）。这55个基因在两个HCC亚型之间有明显的β值分布，其中h-prune表达高的肿瘤富含较高的β值（图G）。

3. 结语

本文以h-prune基因为中心，从全基因组层次研究其在肝细胞癌中的潜在调控机制。利用华西医院的304例临床样本研究h-prune基因与预后的关系，数据充分且准确，流程规范且全面。为我们今后研究单个基因提供了一套规范的流程！

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