SIRT7基因在胃癌中的表达及意义

刘衍姣　李兰兰　曹璋

【摘 要】目的：基于大数据挖掘分析SIRT7基因在胃癌组织的表达及其对胃癌患者预后的影响。方法：采用Oncomine 数据库分析SIRT7在胃癌组织中的mRNA表达情况，通过Kaplan-Meier Plotte数据库进行胃癌患者总生存期的分析。结果：在mRNA水平上，与正常胃组织比较，胃癌组织中呈低表达，但是差异无统计学意义；但是生存分析结果显示SIRT7 高表达的胃癌患者预后较差。结论：SIRT7表达在胃癌和正常胃组织中有明显差异，SIRT7过表达的胃癌患者预后较差。

【关键词】胃癌；SIRT7；预后；表达

中图分类号： R735.2 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）35-0180-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.078

Expression of SIRT7 in Gastric Cancer and Its Clinical Significance

LIU Yan-jiao1，2 LI Lan-lan1 CAO Zhang1*

（1.Department of Pathology， Binzhou Medical Uuniversity， Yantai Shandong 264003， China；

2.Gao Qing Maternal And Child Health Care Hospital， Zibo Shandong 256300， China）

【Abstract】Objective： To analyze the expression and prognostic value of SIRT7 gastric cancer based on big data mining. Methods： The mRNA expression levels of SIRT7 in gastric cancer tissues were analyzed via the Oncomine database. Moreover， the Kaplan-Meier database was used to evaluate the effect on overall survival （OS） of patients with gastric cancer. Results： Compared with the normal gastric tissue， SIRT7 expression was lower in gastric cancer tissue Patients with high SIRT7 expression had a shorter overall survival. Conclusion： mRNA expression of SIRT7 in gastric cancer was underexpression. Patients with high SIRT7 expression had a poor prognosis.

【Key words】Gastric cancer； SIRT7； Prognosis； Expression

0 前言

胃癌是起源于胃黏膜上皮的恶性肿瘤，是全球癌症相关死亡率的第三大原因，胃癌已经是我国第二大恶性上皮肿瘤，全世界近一半的新发胃癌患者和死亡病例在中国。目前，我国胃癌患者的五年生存率是35.9%，而东亚的日本、韩国均已达到60%以上。与之比较，我国胃癌五年生存率仍处于较低水平[1-3]。胃癌的治疗方案主要包括手术治疗和放化疗，但是很多胃癌患者在确诊时已经进展到中晚期，即使进行了胃癌根治术，术后仍有较高的复发率，为社会带来了巨大的经济负担。近年，随着精准医疗概念的提出和临床推广应用，从分子水平研究胃癌的发生、发展及预后，有利于发现新的分子靶点，提供更精确的胃癌治疗方案。SIRT7是一种NAD+依赖性组蛋白去乙酰化酶，在人类多种癌组织中高表达，与肿瘤的发生、发展和病人预后具有显著相关性[4-7]。本研究采用Oncomine数据库和数据库系统性分析了SIRT7在胃癌中的表达和预后，以期为胃癌患者个体化的治疗方案的选择提供新的方向。

1 方法

1.1 Oncomine数据库分析SIRT7在胃癌组织中的表达情况

Oncomine数据库是一个癌基因芯片数据库和整合数据挖掘平台，在此数据库中可以根据自己的需求设定筛选条件。在此研究中，设定筛选条件有以下几个：（1）“Gastric Cancer”；（2）“Gene： sirt7”（3）“Data Type： mRNA”；（4）“Sample Type：Clinical Specimen”；（5）Analysis Type：Cancer vs. Normal Analysis”；（6）值设定：P value <0.01，fold change>2，gene rank=top 10%。“Clinical Outcome： Survival Status at 5 Years。筛选的结果中可以根据需要选择呈现形式，如箱状圖或柱状图，亦可显示某基因在正常与癌症组织之间表达的倍数关系、P值等。

1.2 采用数据库在线分析患者预后的影响

Kaplan-MeierPlotter 数据库（http：//kmplot.com/analysis/index.php？p=service&cancer;=gastric）的胃癌数据集进行在线生存分析。筛选条件如下：（1）Cancer： Gastric Cancer；（2）Gene： SIRT7；（3）Survival：Over-all Survival（OS）；（4）Treatment：surgery alone。P<0.01认为差异有统计学意义。

2 結果

2.1 SIRT7在胃癌组织中的表达及预后

Oncomine数据库显示：胃癌与正常组织中SIRT7表达降低，但是差异无明显统计学意义。（图1）；SIRT7基因表达对胃癌患者预后的影响分析发现，在胃癌组织中SIRT7的高表达对胃癌患者总生存期较短，与既往研究相一致，Affy ID： 218797_s_at SIRT7，Cutoff value used in analysis：584。（图2）

3 讨论

SIRT7是位于染色体17 （17q25.3）染色体端粒下区域的单个复制基因，其基因组序列跨越6.2 kb区域，SIRT7及基因编码10个外显子，外显子4最短（长71bp），外显子7最长（长237bp）[8]。人类SIRT7的开放阅读框长1203bp，编码长400个氨基酸的蛋白质，这个蛋白质的分子量大约是44.9KD，等电点9.8。SIRT7与酵母Sir2只有21%的相同，酵母Sir2是去乙酰化酶蛋白家族的创始人（至少在七种哺乳动物去乙酰化酶中）。SIRT7对酵母Sir2只有21%的认同，酵母Sir2是、乙酰化酶蛋白家族的创始人（至少在七种哺乳动物去乙酰化酶中） 。在七种哺乳动物去乙酰化酶中，SIRT7与SIRT6蛋白序列的相似性（56%）最接近，与研究最多的人类去乙酰化酶 SIRT1的相似性为39%。在SIRT7序列中，保守的催化域在90-331氨基酸（包括外显子3-9）之间[9-14]。

SIRT7 mRNA在小鼠的所有组织中普遍表达，尽管它们的表达水平不同。SIRT7在肌肉，心脏和脑等非增殖组织中表达较低，但在肝脏，脾脏和睾丸等代谢活跃组织中表达较高。老龄化小鼠心脏（23个月）显示SIRT7表达水平降低约40%。经历衰老的原代成纤维细胞不仅显示SIRT7转录水平降低，而且还显示原代成纤维细胞中复制衰老的核仁SIRT7缺失[15]。然而，随着细胞转录水平的升高，人乳腺上皮细胞中SIRT7的表达水平增加。毒胡萝卜内酯或衣霉素处理诱导的ER应激反应期间，还发现SIRT7的表达水平增加。发现SIRT7在甲状腺，乳腺，膀胱和肝细胞癌组织中上调。特异性选择用于化学抗性的癌细胞系MCF-7，Saos-2和A2780显示与原始非抗性细胞系相比SIRT7的表达降低。通常，很难将去乙酰化酶归为癌基因或肿瘤抑制因子[16]。SIRT1在癌症背景下进行了最广泛的研究，其表达模式在不同的癌症类型中有所不同。相比之下，已发现SIRT7在迄今为止所研究的所有癌症类型中都被上调，例如甲状腺癌，淋巴结阳性乳腺癌，膀胱癌，肝细胞癌和结肠直肠癌，被视为潜在的致癌基因。此外，许多研究报道，与正常对应物相比，癌细胞系中的表达水平增加，并且这些细胞系中SIRT7表达水平的降低了它们的增殖或致癌能力[17-19]。

本研究首先采用Oncomine数据库分析SIRT7在胃癌组织中的表达，结果显示：胃癌与正常胃组织中和 的 表达无明显差异。 但在zhang等研究发现人胃癌组织中具有高表达。在胃癌细胞中敲低Sirt7能够抑制细胞增殖过程和体外克隆形成，皮下移植瘤实验同样证明sirt7表达降低能够显著抑制胃癌细胞生长。Sirt7的表达水平与疾病发展阶段、转移和病人存活具有显著相关性。与数据库统计结果结果不一致，我们本次数据挖掘的mRNA水平的变化，蛋白表达的结果有待进一步验证。我们进一步通过 Kaplan-Meier Plotter 数据库分析SIRT7 在胃癌患者预后中的意义，结果表明SIRT7高表达的胃癌患者总生存期较短，与Oncomine数据库的结果似乎相互冲突。Kim等人报道了SIRT7在肝细胞癌中的致癌作用。在大量HCC患者样品以及几种肝细胞癌细胞系中，SIRT7表达水平升高。在HCC细胞系中敲低SIRT7通过降低p21的表达水平和增加细胞周期蛋白D1的水平来抑制其生长速率，从而导致G1/S进展减少。在HCC患者中SIRT7的表达增加是由于微小RNA，miR-125a-5p和miR-125b的内源性高甲基化所调控[20]。

综上所述，Sirtuin 7作为sirtuin蛋白家族的成员之一，SIRT7的高表达已在几种癌症类型中报道，并且研究结果倾向SIRT7是一种候选的癌基因，SIRT7是否也会在其他致癌基因（如突变体Ras）的背景下促进肿瘤发生的发展仍有待探索。然而，从现有的报道来看，SIRT7在胃癌发生、发展中的作用还需进一步探讨和研究。

【参考文献】

[1]Collaboration， Fitzmaurice C， Dicker D， et al. The Global Burden of Cancer 2013[J]. JAMA Oncol， 2015，1（4）：505-527.

[2]陈万青，郑荣寿，张思维，曾红梅，邹小农，赫捷.2013年中国恶性肿瘤发病和死亡分析. 中国肿瘤.2017. 26（01）： 1-7.

[3]Chen WQ，Zheng RS， Baade PD， et al. Cancer Statistics in China， 2015[J].Ca-a Cancer Journal for Clinicians，2016，66（2）：115-132.

[4]Tsai YC， Greco TM， Cristea IM. SIRT7 plays a role in ribosome biogenesis and protein synthesis. Mol Cell Proteomics 2014；13：73-83.

[5]Michishita E， Park JY， Burneskis JM， et al. Evolutionarily conserved and nonconserved cellular localizations and functions of human SIRT proteins [J]. Mol Biol Cell 2005； 16：4623-4635.

[6]Ford E， Voit R， Liszt G， et al. Mammalian Sir2 homolog SIRT7 is an activator of RNA polymerase I transcription[J]. Genes Dev 2006； 20：1075-1080.

[7]Chen S， Seiler J， Santiago-Reichelt M， Felbel K， et al. Repression of RNA polymerase I upon stress is caused by inhibition of RNA-dependent deacetylation of PAF53 by SIRT7 [J]. Mol Cell 2013； 52：303-313.

[8]Tong Z， Wang Y， Zhang X， et al. SIRT7 is activated by DNA and deacetylates histone H3 in the chromatin context [J]. ACS Chem Biol 2016； 11：742-74.

[9]Vakhrusheva O， Smolka C， Gajawada P， et al. Sirt7 increases stress resistance of cardiomyocytes and prevents apoptosis and inflammatory cardiomyopathy in mice [J]. Circ Res2008； 102：703-710.

[10]Yoshizawa T， Karim MF， Sato Y， et al. SIRT7 controls hepatic lipid metabolism by regulating the ubiquitin-proteasome pathway [J]. Cell Metab 2014； 19：712-721.

[11]Shin J， He M， Liu Y， et al. SIRT7 represses Myc activity to suppress ER stress and prevent fatty liver disease [J]. Cell Rep 2013； 5：654-665.

[12]Li L， Shi L， Yang S， et al. SIRT7 is a histone desuccinylase that functionally links to chromatin compaction and genome stability [J]. Nat Commun 2016； 7：12235.

[13]Tsai YC，Greco TM，Boonmee A，et al.Functional proteomics establishes the interaction of SIRT7 with chromatin remodeling complexes and expands its role in regulation of RNA polymerase I transcription[J].Mol Cell Proteomics 2012；11：60-76.

[14]Hubbi ME， Hu H， Kshitiz Gilkes DM， Semenza GL. Sirtuin-7 inhibits the activity of hypoxia-inducible factors [J]. J Biol Chem 2013； 288：20768-20775.

[15]Chen S， Blank MF， Iyer A， et al. SIRT7-dependent deacetlyation of the U3-55k protein controls pre-rRNA processing. Nat Commun 2016； 7：10734.

[16]Grob A， Roussel P， Wright JE， et al. Involvement of SIRT7 in resumption of rDNA transcription at the exit from mitosis [J]. J Cell Sci 2009； 122：489-498.

[17]Kiran S， Chatterjee N， Singh S， et al. Intracellular distribution of human SIRT7 and mapping of nuclear/nucleolar localization signal. FEBS J 2013； 280：3451-3466.

[18]Barber MF， Michishita-Kioi E， Xi Y， et al. SIRT7 links H3K18 deacetylation to maintenance of oncogenic transformation [J]. Nature 2012； 487：114-118.

[19]Malik S， Villanova L， Tanaka S， et al. SIRT7 inactivation reverses metastatic phenotypes in epithelial and mesenchymal tumors [J]. Sci Rep 2015； 5：9841.

[20]Kim JK， Noh JH， Jung KH， et al. Sirtuin7 oncogenic potential in human hepatocellular carcinoma and its regulation by the tumor suppressors MiR-125a-5p and MiR-125b [J]. Hepatology 2013； 57：1055-1067.