基于多数据库分析FAM83C在胃癌中的表达及临床意义

曹 定，马丹丹，张智勇，袁 野，钟蓝海，萧正康，孙 康，蔡 逊

0 引 言

胃癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一。在全球所有癌种中，胃癌发病率位列第5，病死率位列第3[1]。每年中国因胃癌病死人数占世界总体数量的40%以上[2]。胃癌的进展及机制仍有待进一步研究。深入探索胃癌发生发展的机制，不仅可以改善胃癌的预后，而且可以为胃癌的治疗提供新靶点[3]。83序列相似的家庭成员C(family with sequence similarity 83, member C，FAM83C)，又被称为C20orf128或dJ614O4.7。FAM83C的染色体主要定位在20q11.22。目前国内外关于FAM83C的研究甚少；且FAM83C在胃癌中的作用情况未见报道。随着信息科技的迅猛发展，数据挖掘成为一种新兴技术。科学运用该技术可有助于解决大量临床问题[4]。本研究基于对大数据库的信息挖掘，进而分析FAM83C基因在胃癌中的表达水平；同时研究FAM83C表达与胃癌临床病理特征及预后等的关系，为寻找胃癌治疗靶点和药物开发提供思路。

1 资料与方法

1.1 利用Oncomine数据库分析FAM83C基因在胃癌中的表达情况于Oncomine数据库中检索FAM83C基因。设定条件包括以下内容。①基因：FAM83C；②分析类型：肿瘤组织和正常组织；③肿瘤：胃癌；④数据类型：mRNA。同时设定临界条件值为：“Pvalue<0.05、Fold Change：All、Gene Rank=Top 10%”，收集关于FAM83C在人类胃癌及多个癌种中表达差异的总体研究情况，并对胃癌的相关研究结果进行荟萃分析。

1.2 利用LinkedOmics工具分析TCGA数据库中FAM83C在胃癌中的表达与临床病理特征的关系用LinkedOmics工具在TCGA数据库中，设定条件包括以下内容。①Cancer Type：Stomach adenocarcinoma (STAD)；②SELECT SEARCH DATASET：RNA-seq；③“SELECT SEARCH DATASET ATTRIBUTE：FAM83C；④SELECT TARGET DATASET：Clinical；⑤SELECT STATISTICAL METHOD：Non-Parametric Test(Attribute Dependent)。分别筛选出FAM83C表达量与年龄、人种、M分期、病理分期、T分期、残留癌等临床病理特征参数之间的关系。

1.3 利用Kaplan-Meier Plotter数据库进行预后分析利用Kaplan-Meier Plotter数据库的胃癌数据集进行生存预后分析。设定条件包括以下内容。①Cancer：gastric cancer；②Gene：FAM83C；③Survival：overall survival；④分组标准：auto select best cutoff。对所有数据进行生存分析。

1.4 利用cBioportal工具分析FAM83C在胃癌中的突变利用cBioportal在线工具于TCGA数据库分析FAM83C在胃癌中的突变情况，设定的条件包括以下内容。①肿瘤类型：Gastric Cancer；②数据类型：Mutation and CNA；③基因：FAM83C,分析FAM83C在胃癌的突变情况。

1.5 利用MethHC工具分析TCGA数据库中FAM83C在胃癌中的甲基化水平利用MethHC工具分析FAM83C在胃癌及其癌旁组织中的甲基化水平差异，设定条件包括以下内容。①Cancer Type：Stomach adenocarcinoma(STAD)；②Select a gene region：Promoter；③Select a methylation level evalution method：Average；④Select gene symbol：FAM83C；研究FAM83C在正常胃组织和胃癌组织中的甲基化模式，并分析甲基化与基因表达之间的关系。

1.6 利用String数据库分析FAM83C相互作用的蛋白网络利用String数据库分析FAM83C可能存在的蛋白相互作用网络图，设定条件包括以下内容。①Protein Name：FAM83C；②Organism：Homo Sapiens。研究与FAM83C蛋白相互作用的其他蛋白。

2 结 果

2.1 FAM83C在各类癌种中的表达情况FAM83C在各类癌种中有表达差异的研究共涉及238项。其中46项研究提示FAM83C表达增高，10项研究提示FAM83C表达降低。关于FAM83C在胃癌中的表达差异研究共有10项研究结果有统计学意义(P<0.05)，且均提示FAM83C在胃癌中的表达量增高。见图1。

图 1 FAM83C在多类癌种中的表达差异情况(Oncomine)

Figure 1 Expression difference of FAM83C in multiple types of cancer(Oncomine)

2.2 FAM83C在胃癌中的表达情况对Oncomine数据库分析发现，涉及FAM83C在胃癌组织和正常胃组织中表达差异的共有3个子数据集、10项研究，共包含1018个样本。研究成果分别发表于Gut[5]、Clin Cancer Res[6]，且所有研究均提示FAM83C在胃癌组织中呈现高水平表达的状态(P<0.05)，见图2。荟萃分析Oncomine数据库中10项研究发现与正常胃组织相比，FAM83C在胃癌组织中表达量增高，差异有统计学意义(Median Rank=417.0，P=0.000733)，见图3。

2.3 FAM83C在不同组织类型胃癌和正常胃组织的表达情况通过分析TCGA数据库637个胃癌样本可发现与正常胃组织相比，FAM83C在弥漫性胃腺癌、胃腺癌、胃管状腺癌、胃黏液腺癌、胃肠型腺癌均呈现高表达(P<0.05)。见图4。

图 2 FAM83C在胃癌中的总体表达情况(Oncomine)

Figure 2 The overall expression of FAM83C in gastric cancer(Oncomine)

图 3 FAM83C在胃癌中表达情况荟萃分析(Oncomine)

Figure 3 A meta-analysis of FAM83C expression in gastric cancer(Oncomine)

2.4 FAM83C表达量与胃癌临床病理特征关系分析利用LinkedOmics在线分析工具进一步对FAM83C与415例胃癌患者临床病理特征之间的关系进行分析，发现FAM83C表达量与患者年龄(P=0.0344)、T分期(P=0.0398)的差异具有统计学意义(P<0.05)，即FAM83C表达量在年龄大、T分期早期的患者中增加。FAM83C表达量与患者人种(P=0.405)、残留癌(P=0.427)、病理学分期(P=0.418)、M分期(P=0.593)的差异不具有统计学意义(P>0.05)，见图5。

图 4 FAM83C在不同组织类型胃癌中的表达情况(TCGA)

Figure 4 Expression of FAM83C in different types of gastric cancer(TCGA)

a：FAM83C表达量与胃癌患者年龄的关系；b：FAM83C表达量与胃癌患者T分期的关系；c：FAM83C表达量与胃癌患者人种的关系；d：FAM83C表达量与胃癌患者残留癌的关系；e：FAM83C表达量与胃癌患者病理学分期的关系；f：FAM83C表达量与胃癌患者M分期的关系

图 5 FAM83C表达量与胃癌临床病理特征的关系(LinkedOmics)

Figure 5 The relationship between the expression of FAM83C and the clinicopathological characteristics of gastric cancer(LinkedOmics)

2.5 FAM83C表达与胃癌患者预后的关系Kaplan Meier-Plotter数据库中，对371例胃癌患者预后分析结果显示，FAM83C表达水平与胃癌患者的总体生存率相关，差异有统计学意义(P=0.0071)；且高水平表达组生存时间更短，其中低表达组中位生存时间为36.5个月，高表达组中位生存时间为21.33个月。见图6。

图 6 FAM83C表达量对胃癌患者预后影响(Kaplan Meier-Plotter)

Figure 6 The effect of FAM83C expression on prognosis of gastric cancer patients

2.6 FAM83C在胃癌的突变分析利用cBioportal在线工具分析发现，FAM83C由747个氨基酸组成，包含DUF1669一个结构域。FAM83C在胃癌中的突变有错义突变、框移突变、剪接突变3种类型。其中错义突变包括692位的丙氨酸转变为苏氨酸(A692T)、80位的酪氨酸转变为半胱氨酸(Y80C)、649位的脯氨酸转变为丝氨酸(P649S)、46位的精氨酸转变为色氨酸(R46W)、239位的酪氨酸转变为组氨酸(Y239H)、646位的甘氨酸转变为缬氨酸(G646V)；框移突变为从126位氨基酸开始发生突变(P126Qfs*51)；剪接突变为第172位氨基酸对应的mRNA发生了剪接错误(X172-splice)。见图7。

2.7 FAM83C在胃癌中的甲基化水平在MethHC数据库中，FAM83C转录模板为NM-178468，在胃癌组织中FAM83C基因启动子甲基化水平较正常组织甲基化水平明显上升，且基因启动子甲基化程度与表达量呈正相关(P<0.005)。见图8。

2.8 FAM83C相互作用蛋白网络利用String数据库对FAM83C相互蛋白进行分析发现，与FAM83C相互作用的蛋白有8个，节点数为9个。按照相互作用分数从大到小依次为SLCO5A1、AKR7A3、MMP24、EIF6、ARL11、GGT7、EDEM2、UQCC1。其中，FAM83C蛋白与SLCO5A1蛋白相互作用分数最高(Score=0.679)。见图9。

图 7 FAM83C在胃癌中的突变情况(cBioportal)

Figure 7 Mutations of FAM83C in gastric cancer(cBioportal)

a：正常胃组织与胃癌组织FAM83C启动子区甲基化水平的比较(红色：胃癌组织、绿色：正常胃组织)；b：胃癌组织中FAM83C启动子甲基化与基因表达的关系(cg201920419探针)

图 8 FAM83C启动子区DNA甲基化水平(MEthHC)

Figure 8 DNA methylation levels in the promoter region of FAM83C (MEthHC)

图 9 FAM83C相互作用蛋白网络(String)

Figure 9 Protein network interacting with FAM83C(String)

3 讨 论

胃癌是我国最常见的恶性肿瘤之一，是国家癌症防治的重点[7]。胃癌恶性程度较高，且发病机制复杂。目前研究表明转录因子、非编码RNA、细胞因子等都有可能导致胃癌，所以其发病过程受多种因素影响[8]。本研究从基因层面对胃癌进行探索，旨在本质上寻找胃癌诊疗的靶点。

FAM83C具有高度保守的N端结构域，其结构域DUF1669在癌症中与MAPK信号密切相关[9-10]。同时，该家庭的不同成员(FAM83A、FAM83B、FAM83D、FAM83H)在驱动细胞转换功能上发挥重要作用[11-13]。尽管已有多项研究表明，FAM83家族与多种肿瘤的进展有关[10,14-15]；但是FAM83C在胃癌中的表达情况未见报道。

本研究通过挖掘并分析Oncomine数据库，结果显示FAM83C在胃癌中的表达差异的研究共10项。针对这10项研究进行荟萃分析，其中共包含1018个样本，均提示FAM83C在胃癌中的表达量上升。同时，分析TCGA数据库中的637个样本，可以发现FAM83C在各种组织类型的胃癌中均呈现高表达，这表明FAM83C在一定程度上表现出原癌基因的特性，与FAM83家族其他基因基本一致。利用LinkedOmics数据库分析提示，FAM83C在胃癌中的表达水平与胃癌患者年龄、T分期的差异具有统计学意义(P<0.05)，与人种、残留癌、病理学分期、M分期的差异不具有统计学意义(P>0.05)。这表明FAM83C的表达量可能对胃癌患者的恶性程度有预估作用，在一定程度上可以指导临床治疗方案。Kaplan Meier-Plotter数据库中关于FAM83C对胃癌患者生存预后影响的分析提示，FAM83C表达水平与胃癌患者的总体生存率有关(P=0.0071)，且FAM83C高表达组生存时间更短，表明FAM83C的表达量可能对胃癌患者预后情况起到预测作用。

进一步利用cBioportal数据库分析发现，FAM83C在胃癌中的突变有错义突变、框移突变、剪接突变3种类型。意味着这些突变可能与FAM83C在胃癌中的高水平表达存在某种联系，后期可通过对FAM83C在胃癌中的突变进行深入探索，为寻找胃癌更精准的诊疗靶点提供思路。利用MethHC数据库分析胃癌组织与正常胃组织中FAM83C启动子区域的甲基化程度，本研究发现胃癌组织中的FAM83C启动子区域甲基化程度更高，且启动子区域甲基化的程度与FAM83C表达量呈正相关。这与启动子甲基化会下调基因表达的一般情况恰巧相反，这是否存在其他调节FAM83C表达的因素干扰了结果，需要数据库样本量的进一步扩大和后续更多的研究继续探索。利用String数据库寻找FAM83C在人源细胞中可能存在的相互作用蛋白，结果显示FAM83C可能与SLCO5A1、AKR7A3、MMP24等8个蛋白分子发生相互作用，其中相互作用分数最高的为SLCO5A1(又称为OATP5A1)。有研究表明SLCO5A1在全身多处癌组织和非癌组织的上皮细胞中均有表达，并参与了重组细胞的分化和迁移等生物过程[16-18]。FAM83C是否与SLCO5A1等相互作用蛋白通过某些分子机制共同参与肿瘤的进展，后续还需要更多的研究来探索FAM83C与其作用方式。

本研究对于信息数据的分析多为基因水平的分析，具有一定的局限性，因此需要相关实验进行验证；且FAM83C在胃癌中的高水平表达和原癌基因的特性有待进一步探索，故后期需要进一步研究揭示FAM83C表达对细胞功能的影响，寻找其中分析相互作用的机制及信号传导途径，从而进一步明确FAM83C在胃癌中的具体调节机制。

综上所述，FAM83C在胃癌中呈现出高水平表达的状态，且该基因在胃癌中的高水平表达与胃癌恶性程度及患者不良预后相关，在一定程度上表现出原癌基因的特性。随着更多科研人员不断深入研究FAM83C在胃癌中的细胞功能和机制，FAM83C有望成为胃癌临床诊疗的新靶点。