A novel mitochondrial amidoxime reducing component 2 is a favorable indicator of cancer and suppresses the progression of hepatocellular carcinoma by regulating the expression of p27

新型線粒體酰胺肟還原成分 2 是癌癥的有利指標(biāo)，通過調(diào)節(jié) p27 的表達(dá)來抑制肝細(xì)胞癌的進展

發(fā)表期刊   Oncogene

影響因子  IF=7.971

中科院雜志分區(qū)  1 區(qū)

通訊作者所在單位   哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院

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文章展示

肝細(xì)胞癌（HCC) 是美國癌癥相關(guān)死亡率的第五大原因，肝癌的主要危險因素是乙型肝炎、丙型肝炎、酒精和代謝綜合征，通過基因組學(xué)研究，肝癌被分為具有不同分子和臨床特征的亞群。TP53 突變是肝癌常見的致癌因素之一，它以血管化、侵襲和分化不良的頻率定義了肝癌的亞型，然而這些亞型尚未在治療上得到解決。線粒體氨肟還原組分 2（MARC2）是一種新發(fā)現(xiàn)的鉬酶，它與 CYB5R 和 CYB5 共同形成一個 N - 羥基化還原體系，催化氨肟等 nh- 羥基化化合物的還原。一些研究表明，MARC2 在乳腺癌和結(jié)腸癌等癌癥組織中被下調(diào)，并與結(jié)腸癌的發(fā)生有關(guān)，在此研究中，研究者探討 MARC2 在肝癌進展中的作用。

作者在 GEO 數(shù)據(jù)庫當(dāng)中找到三個肝癌相關(guān)的數(shù)據(jù) GSE3500、GSE6764 和 GSE14520（肝硬化、增生和肝癌）做差異分析。將差異表達(dá)的基因分為兩組（上調(diào)和下調(diào)），并富集到細(xì)胞過程中，發(fā)現(xiàn)在 HCC 的發(fā)展過程中，上調(diào)組的細(xì)胞過程是不同的，而下調(diào)組的變化是一致的，下調(diào)組的主要細(xì)胞過程參與細(xì)胞代謝，如羧酸代謝和有機酸代謝。隨后，在 TCGA 和 GEO 數(shù)據(jù)庫中篩選和驗證了參與從正常肝到 HCC 的所有過程的差異表達(dá)基因，篩選出 9 個基因，其中 MARC2 基因與患者預(yù)后有較強的相關(guān)性。

分析發(fā)現(xiàn) MARC2 在肝組織中表現(xiàn)出特別高的表達(dá)并且在包括 HCC 的不同類型的腫瘤中下調(diào)，并在 HCC 患者的 TCGA mRNA 芯片分析發(fā)現(xiàn)，與鄰近的非腫瘤組織相比，腫瘤組織中 MARC2 的基因表達(dá)顯著降低（并在 GEO 和 ICGC-LIRI 數(shù)據(jù)庫驗證）。同時，臨床病理特征分析表明，MARC2 的低表達(dá)與較大的腫瘤大小、較高的 AFP 水平和較高的腫瘤分級有顯著相關(guān)性。隨后，通過 IHC 染色檢測了 87 例 HCC 患者組織芯片隊列中 MARC2 的蛋白表達(dá)水平，MARC2 蛋白表達(dá)較高的患者與 MARC2 蛋白表達(dá)較低的患者相比，預(yù)后較好。

CCK8 和菌落形成測定法測量增殖表明，MARC2 過表達(dá)抑制 HCC 細(xì)胞增殖，而 MARC2 的敲低顯著增加細(xì)胞生長，降低了 HCCLM3 和 SK-HEP- 1 細(xì)胞的菌落數(shù)，體內(nèi)實驗的結(jié)果與體外研究的結(jié)果一致。

MARC2 抑制 HCC 進展的機制

研究發(fā)現(xiàn) MARC2 過表達(dá)增加了 p27 的積累并降低了 pRB 和 CCND1 的表達(dá)水平，流式細(xì)胞儀分析表明，MARC2 水平的升高導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯于 G1 期，而 MARC2 的敲除促進細(xì)胞通過 G1/ S 檢查點。IHC 染色顯示人肝癌組織中 MARC2 和 p27 蛋白表達(dá)呈正相關(guān)，MARC2 和 p27 共表達(dá)的患者預(yù)后較好。

差異基因富集發(fā)現(xiàn) MARC2 可以調(diào)節(jié) Hippo 信號通路，使用 WB 評估 Hippo 信號傳導(dǎo)途徑的關(guān)鍵效應(yīng)子的蛋白質(zhì)表達(dá)水平，MARC2 與 pLATS1 和 pYAP 的表達(dá)正相關(guān)。IF 結(jié)果表明 MARC2 過表達(dá)抑制 YAP 核轉(zhuǎn)位，而 MARC2 表達(dá)降低促進 YAP 核轉(zhuǎn)位，并通過 qPCR 驗證。結(jié)果 表明 MARC2 通過 Hippo 信號通路調(diào)節(jié) p27 的表達(dá)，進而介導(dǎo)的 HCC 進展。

MARC2 通過 Hippo 信號通路形成反饋環(huán)來調(diào)節(jié) HNF4A，并且與 HCC 組織中的 HNF4A 密切相關(guān)。MARC2 的表達(dá)與 HNF4A 的表達(dá)負(fù)相關(guān)，在 MARC2-HCCLM3 細(xì)胞中使用 XMU-MP- 1 激活 YAP 減弱了 MARC2 誘導(dǎo)的 HNF4A 表達(dá)的上調(diào)，而 shMARC2-Huh7 細(xì)胞中 YAP 的敲低則相反。

MARC2 與 RNF123 結(jié)合可防止 p27 降解，RNF123 與外源性或內(nèi)源性 MARC2 相互作用，使用針對 RNF123 的抗體免疫沉淀 MARC2-HCCLM3 和 shMARC2-Huh7 細(xì)胞系的細(xì)胞裂解物驗證。結(jié)果顯示 MARC2 的過表達(dá)減少了 RNF123 和 p27 之間的相互作用，而 MARC2 的敲低促進了這種相互作用。此外，MARC2 的過表達(dá)或敲低并不影響 RNF123 的表達(dá)。

與甲基化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析

將 Infinium Human Methylation 450 Beadchip 數(shù)據(jù)和來自 TCGA 的 MARC2 的 mRNA 表達(dá)數(shù)據(jù)組合以評估 MARC2 表達(dá)與其 DNA 甲基化的關(guān)聯(lián)，結(jié)果顯示兩者負(fù)相關(guān)。

總結(jié)

這是我們的客戶 8 月份表發(fā)在 Oncogene 上的一篇文章，伯豪提供生信分析服務(wù)。整篇文章用到的都是常規(guī)的分析，并沒有涉及新的或者特別復(fù)雜的高級分析，并且直接用的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，之所以能發(fā)到 7 分 + 的文章，小編認(rèn)為主要有兩點：一是對 GEO 分析結(jié)果進行了多個數(shù)據(jù)庫的驗證分析；二是做了很全面的驗證實驗并與甲基化芯片結(jié)果做了關(guān)聯(lián)分析。有興趣從數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)著手研究的老師可以參考這篇文獻(xiàn)。

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