谷胱甘肽过氧化物酶1在肝癌组织中的表达相关信号通路及与患者预后关系

王 帅

河南省开封市第六人民医院四病区 475001

肝癌(Hepatocellular carcinoma)是临床上较为常见的一类消化系统恶性肿瘤，预后较差，死亡率高[1]。肝癌的发生与慢性乙型肝炎明显相关，而我国是肝炎大国，乙肝感染人数高达数千万，因而肝癌的发病率明显高于西方欧美国家[2]。虽然慢性肝炎与肝癌的关系已较为明确，但肝癌发生的确切分子机制目前仍不十分清楚。近年来研究认为，肝癌的发生机制与某些基因的异常表达有关。

谷胱甘肽过氧化物酶1(Glutathione peroxidase 1，GPX1)是人体的重要抗氧化酶，能够对进入人体的氧化氢进行分解代谢，降低过氧化物对机体的损害。GPX1在肝癌中的表达情况、生物学功能及与预后的关系不清[3-4]。

1 资料与方法

1.1 GPX1基因表达水平分析 在TCGA数据库中检索“肝癌”和“GPX1基因”检索物种为人类，比较肝癌患者癌组织和配对正常的肝组织中GPX1基因表达水平，存在差异的条件为基因差异表达>2倍(|Log2FC|>1)，F=6.11，P<0.05。

1.2 功能富集和蛋白网络分析 采用基因本体论(Gene ontology，GO)对GPX1和相关蛋白进行功能富集，包括细胞组分、分子功能和生物学过程3个层面。同时利用STRING数据库构建相互作用蛋白网络构建条件为置信度>0.7。

1.3 生存分析 根据肝癌患者GPX1基因表达水平分为高低表达组，绘制生存曲线(Kaplan-Meier)，采用log-rank检验分析比较高低表达组与患者预后的关系。

2 结果

2.1 GPX1在肝癌和其他肿瘤中的表达 与正常肝组织比较GPX1基因多种肿瘤中表达水平上调，见图1a；在肝癌患者中，癌组织中GPX1表达水平显著高于正常肝组织(P<0.05)，见图1b，但不同分期肝癌患者GPX1表达水平无明显差异(P>0.05)，见图1c。

图1 GPX1在肝癌和其他肿瘤中的表达

2.2 与GPX1蛋白相互作用网络 利用String数据库构建与GPX1相互作用蛋白网络，与GPX1相互作用较为紧密的蛋白网络共有节点数共52个，相互作用关系605个，区域聚类指数为0.82。

2.3 功能富集 GPX及其相关蛋白主要定位于细胞膜和细胞浆，分子功能主要为蛋白结合、细胞凋亡、细胞增殖等，而生物学过程主要富集于代谢调节细胞对刺激的反应等。

2.4 生存分析 根据GPX1在肝癌中表达的中位数分为高低表达组，生存分析显示高低表达组总生存(HR=1.30,P=0.12)和无疾病进展生存(HR=0.89,P=0.44)无明显差异，见图2。

图2 GPX1在肝癌中表达与患者生存期关系

3 讨论

我国肝癌发病率较高，早期患者接受手术治疗预后较好，但晚期患者预后很差，远期生存率较低[5-6]。目前肝癌发生、发展的分子机制仍不十分清楚，随着分子生物学技术的不断发展，越来越多的证据表明，肝癌的发生分子机制与干细胞内多基因的异常表达有关[7]。

GPX1基因在人类定位于人体3号染色体短臂21区，其编码产物为抗氧化酶，能够促进体内氧化物的分解代谢，降低过氧化氢等分子对机体细胞的毒性作用[4]。肝脏是重要的人体解毒器官，很多合成和分解代谢在肝脏内完成，同时产生大量的有毒分子，这些有毒分子中很大一部分为氧化代谢产物，需要抗氧化酶进行分解。GPX1的主要功能是降解活性氧(ROS)，保护细胞免受氧化应激，而ROS在肿瘤的发生发展过程中起到了重要的推动作用[3]。

在本研究中肝癌组织中GPX1水平增高，提示肝癌组织中氧化代谢增强，从而导致ROS过程增加，细胞氧化损伤增大，氧化损伤细胞及DNA增多超过细胞自身的修复后发生基因突变，进而导致其恶性转化可能[3,8]。同时，我们对GPX1相互蛋白进行功能分析，提示蛋白网络主要功能与代谢有关， 然而，GPX1在肝癌组织中的表达与患者预后无关。

因此，GPX1在肝癌组织中表达水平增高，可能参与了肝癌的发生过程，但与患者预后无关，可能无法作为肝癌预后的分子标志物。