SCD基因在宫颈癌中的表达及预后相关性的生物信息学研究

李丹青 秦源坤 柏家英 周波 周远利 杨英捷△

(1.贵州省肿瘤医院，贵州 贵阳 550001；2.贵州医科大学附属医院，贵州 贵阳 550004)

宫颈癌是仅次于乳腺癌的女性最常见的恶性肿瘤之一[1]。随着宫颈癌筛查和治疗手段的普及和提高，使得很多患者能得到及时的诊疗，但是，晚期宫颈癌患者的预后普遍仍较差，每年大约有26万人死于宫颈癌，在中国，宫颈癌已成为女性癌症患者死亡的主要原因，严重威胁广大妇女身心和健康，因此，寻找宫颈癌预后相关的关键治疗靶点，是亟待解决的问题[2]。硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)是一种内质网结合酶，可催化饱和脂肪酸(SFA)向单不饱和脂肪酸(MUFA)转化，饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸水平的变化可以改变细胞膜流动性，从而导致一系列与代谢及致癌有关的细胞机制的发生[3]。相关研究[4]报道，SCD在多种肿瘤组织中高表达，并能促进肿瘤细胞的增殖和迁移，与肿瘤发生、发展密切相关，有望成为一个新型的抗肿瘤治疗靶点。本研究通过对人类癌症基因组图谱数据库(TCGA)中宫颈癌的数据进行分析，探讨SCD在宫颈癌预后及治疗靶点中的意义。

1 资料与方法

1.1资料收集 在TCGA公共数据库(https://cancergenome.nih.gov/)中下载3例正常宫颈组织的RNA测序数据，以及306例宫颈癌患者的临床数据和肿瘤组织样本的RNA测序数据，TCGA数据库中所有样本均使用Illumina Hiseq测序技术进行检测。

1.2方法 (1)SCD与宫颈癌患者临床特点分析：根据TCGA数据库中所下载的组织的RNA测序数据，对宫颈癌(n=306)和正常宫颈组织(n=3)进行分析，比较SCD在宫颈肿瘤组织中的表达情况。根据SCD表达量的中位数，将宫颈癌患者分为SCD高表达组(n=153)和SCD低表达组(n=153)，分析两组中SCD基因的表达水平与宫颈癌患者临床特点的相关性。(2)SCD与宫颈癌患者预后分析：采用GEPIA(http://gepia.cancer-pku.cn/)在线分析工具，分析TCGA数据库中，SCD表达情况对宫颈癌患者预后的影响。(3)SCD基因富集分析：采用GSEA4.0.3软件进行基因富集(GSEA)分析SCD高表达组对宫颈癌患者可能作用的基因富集通路，利用GSEA网站MsigDB数据库中c2.cp.kegg.v7.0.symbols.gmt数据集作为功能基因集，按缺省加权富集统计分析的方法进行富集分析，设置随机组合次数为1 000次，P<0.05和FDR(False discovery rates)<0.25有统计学意义。

2 结 果

1.1SCD基因在宫颈癌中的表达情况 TCGA数据库中宫颈癌癌组织306例，正常宫颈组织3例，宫颈癌组织中SCD的表达量明显高于正常宫颈组织(P=0.003)。见图1。

图1 SCD基因表达情况

2.2SCD与宫颈癌患者临床特征的相关性 纳入研究的306例宫颈癌患者中，SCD的表达情况与患者年龄、BMI、妊娠次数、生育次数、肿瘤分化程度、临床分期、是否淋巴转移及脉管浸润无明显关系(P>0.05)；SCD的表达情况与肿瘤组织类型显著相关，在鳞癌组织中表达量明显高于腺癌及其他类型肿瘤(P<0.05)。见表1。

表1 306例宫颈癌患者的临床病理特征与SCD的相关性[n(%)]

2.3SCD表达水平与预后的关系 利用GEPIA数据库对宫颈癌患者进行生存分析，结果显示，SCD高表达组的预后较SCD低表达组差，log-rankP=0.0064，HR=1.9，PHR=0.0076，提示SCD高表达是宫颈癌患者预后不良的因素。见图2。

图2 SCD表达水平与宫颈癌患者生存期的关系

2.4SCD高表达组的基因富集分析 GSEA分析结果显示，SCD基因高表达样本主要富集在基底转录因子通路、不饱和脂肪酸的合成信号通路、细胞内吞作用(Endocytosis)、细胞分裂、泛素介导的蛋白水解通路和Wnt信号通路，见表2。

表2 SCD基因GSEA分析结果

3 讨 论

目前临床上对于宫颈癌的主要治疗方法有手术、放射治疗及化疗等，随着“精准医学”这一概念的提出，宫颈癌的靶向治疗也成为研究的热点。SCD是位于内质网膜上的一种跨膜蛋白，是生物合成单不饱和脂肪酸所必需的一种关键的、高度调控的酶，其催化SFA去饱和向MUFA转化，所产生的单不饱和产物是膜磷脂、胆固醇酯和甘油三酯的重要前体，因此，SCD在调节脂代谢的过程中发挥着重要的作用[5]。此外，SCD的表达量会影响细胞内SFA和MUFA表达的比例，从而影响细胞膜的流动性，对细胞的生物学功能产生影响[6]。研究[7]表明，SCD1缺陷小鼠在高脂饮食中不会因为改善脂质代谢和胰岛素敏感性而变得肥胖或糖尿病，SCD-1是一个重要的代谢调控靶点，抑制其表达有利于肥胖、糖尿病等代谢性疾病的治疗。另外，SCD在促进肿瘤细胞增殖、迁移、分化等过程中发挥作用[8]。研究[9-12]表明，SCD1在多种癌组织中表达高于癌旁或正常组织，SCD1的表达能影响结肠癌细胞、膀胱癌、肝癌、乳腺癌等多种肿瘤细胞的增殖和迁移，并能诱导肿瘤细胞的凋亡。SCD在肿瘤组织中的特异性高表达，提示SCD亦有可能是肿瘤治疗的一个潜在靶点。

本研究利用TCGA数据库阐述了SCD为癌基因在宫颈癌中的表达和临床意义。分析结果显示，SCD在宫颈癌组织中的表达明显高于宫颈正常组织，SCD在鳞癌组织中的表达水平显著性高于腺癌及其他类型的肿瘤，SCD高表达患者的预后较SCD低表达患者更差，SCD表达水平与CESC患者预后呈负相关。同时，我们发现SCD高表达的肿瘤样本主要富集在基底转录因子通路、不饱和脂肪酸的合成信号通路、细胞内吞作用、细胞分裂、泛素介导的蛋白水解通路及Wnt信号通路，提示 SCD可能通过以上途径影响宫颈癌细胞的增殖、侵袭等病理过程。综上说明SCD高表达可能是宫颈癌患者预后不良的危险因素之一，为宫颈癌提供了潜在的治疗靶点，为后续研究其分子作用机制提供了参考依据。