基于TCGA数据库的子宫内膜癌组织中FOXA1、2、3 mRNA表达分析

刘念，蔡鸿宁

(湖北省妇幼保健院，武汉430070)

子宫内膜癌是常见的妇科恶性肿瘤，发病率逐年上升[1]。子宫内膜癌根据组织学特点不同分为两类，Ⅰ类子宫内膜癌是雌激素依赖型，预后较好；Ⅱ类子宫内膜癌雌激素表达较低或呈阴性，预后较差[2]。长期暴露于雌激素被认为是子宫内膜癌形成的重要因素[2]。雌激素活性调节涉及到多种共同因子，其中前驱因子叉头盒蛋白A(FOXA)是雌激素活性调节的重要因子。FOXA家族由FOXA1、FOXA2及FOXA3三个成员组成，三者结构相似，含有高度保守的核定位序列，在N-和C-端反式激活结构域具有同源性[3]。FOXA家族成员被证实在多种肿瘤发生发展过程中扮演着重要角色，如肺癌[4]、结肠癌[5]、乳腺癌[6]等。而对FOXA家族与子宫内膜癌关系的研究较少。癌症基因组图谱(TCGA)是一个在线公共数据集，汇聚了大量表达谱数据和临床资料，是多种生物信息学分析所依赖的重要资源。2018年7月，本研究借助TCGA数据库对FOXA1、2、3 mRNA表达与子宫内膜癌临床病理参数及预后的关系进行分析，为进一步研究FOXA家族成员在子宫内膜癌发生发展中的作用提供线索和思路。

1 资料与方法

1.1 子宫内膜癌患者资料收集 于2018年7月从TCGA公共数据库下载547例子宫内膜癌数据集及临床病理资料(https://tcga-data.nci.nih.gov/tcga/)，其中41例患者因临床资料缺失而剔除，最后得到有完整临床病理参数和生存资料的病例506例。患者年龄31～90岁、中位年龄64岁；白种人345例、黑种人103例、亚洲黄种人17例、人种无详细信息41例；组织类型为子宫内膜样腺癌377、混合型22例、浆液性子宫内膜腺癌107例；临床分期Ⅰ期310例、Ⅱ期48例、Ⅲ期121例、Ⅳ期27例；病理分级G1级104例、G2级111例、G3级291例；绝经前49例、绝经后414例、缺失43例；无腹水322例、合并腹水57例、缺失127例。

1.2 FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表达数据提取 从TCGA公共数据库下载的子宫内膜癌mRNA数据集中提取FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表达RNA seq V2数据进行后续分析。

1.3 统计学方法 采用SPSS19.0统计软件。计量资料比较采用t检验,计数资料比较采用χ2检验,相关性分析采用非参数Speraman检验,生存分析采用Kaplan-Meier法,单因素和多因素分析采用COX回归模型分析,FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表达量的截断值采用X-tile软件[7]计算。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表达及其与子宫内膜癌临床病理参数的关系 506例子宫内膜癌样本中，FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表达差异无统计学意义。FOXA2 mRNA的表达与FOXA1、FOXA3 mRNA表达呈正相关(r分别为0.109、0.132，P均<0.05)。FOXA1 mRNA表达与FOXA3 mRNA表达不相关(r=-0.081，P=0.068)。通过X-tile软件计算FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表达量的截断值，分别为0.690、-1.000、-0.400，根据截断值将患者分为高表达者和低表达者。不同病理分级患者FOXA1 mRNA表达差异有统计学意义，随病理分级增高而表达降低(P=0.019)，FOXA1 mRNA表达与患者年龄、组织学类型、临床分期、绝经状态及腹水情况无关。FOXA2 mRNA的表达随年龄、临床分期、病理分级增高而下降(P均<0.05)，而与组织学类型、绝经状态、腹水情况无关。FOXA3 mRNA在高病理分级者中的表达高于低病理分级者(P=0.020)，FOXA3 mRNA表达与患者年龄、组织学类型、临床分期、绝经状态及腹水情况无关。详见表1。

表1 FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表达与子宫内膜癌临床病理参数的关系(%)

2.2 FOXA1、FOXA2、FOXA3 mRNA表达与子宫内膜癌患者预后的相关性 Log-Rank检验结果显示，FOXA1 mRNA表达量与子宫内膜癌预后不相关(P=0.384)，而FOXA2 mRNA低表达患者[(114.73±18.63)月]的生存期低于高表达患者[(135.08±8.51)月]，P=0.013。FOXA2 mRNA低表达与子宫内膜癌患者不良预后有关。FOXA3 mRNA高表达患者[(94.88±4.58)月]的生存期低于低表达的患者[(184.37±9.70)月]，P=0.015。FOXA3 mRNA高表达与子宫内膜癌不良预后有关。子宫内膜癌预后影响因素的单因素分析结果显示，组织学类型(HR=0.396，95%CI0.254～0.618)、临床分期(HR=0.256，95%CI0.165～0.396)、病理分级(HR=0.395，95%CI0.239～0.654)、FOXA2 mRNA表达(HR=1.864，95%CI1.133～3.066)、FOXA3 mRNA表达(HR=0.538，95%CI0.325～0.892)与子宫内膜癌患者预后有关(P均<0.05)。将单因素分析有意义的因素纳入COX风险比例模型行多因素分析，结果显示，FOXA3 mRNA表达(HR=0.585，95%CI0.351～0.975)、临床分期(HR=3.446，95%CI2.211～5.373)、病理分级(HR=1.998，95%CI1.199～3.328)是子宫内膜癌患者预后的独立影响因素(P均<0.05)。

3 讨论

尽管子宫内膜癌总体生存率良好，但子宫内膜癌早期诊断将使患者受益于辅助治疗而降低复发风险。目前子宫内膜癌的早期诊断方面仍存在一些困难[8]，因此，明确参与子宫内膜癌发生发展的分子及其相关机制对于预防和治疗子宫内膜癌至关重要。有学者发现的HNF3蛋白是一种全新的DNA结合蛋白，参与肝脏组织的发展和对肝脏特定基因的调节[9]。HNF3蛋白又称FOXA蛋白，由FOXA1(HNF3α)、FOXA2(HNF3β)、FOXA3(HNF3γ)三种亚型组成[10]。FOXA蛋白结合DNA，不仅与发育过程的早期信号转录调节程序有关，而且在肿瘤发生发展中也起到重要的调节作用[10]。FOXA家族三个成员结构不同，在组织发育及肿瘤形成过程中有不同的作用。

FOXA1位于人第14号染色体上，全长共5 300 bp，由N端转录激活区域、DNA结合区域和C端蛋白结合域组成[10]。FOXA1在胰腺细胞功能中起着关键作用[11]。FOXA1基因敲除小鼠会出现严重低血糖症并在出生后不久死亡[12]。FOXA2位于人20号染色体，全长45 kb，由两端转录激活区域、保守的叉头框区域及抑制区和磷酸化区域组成[13]。FOXA2在能量代谢、肿瘤的发生发展方面发挥着重要作用。FOXA2基因敲除小鼠的肝脏和胰腺发育有严重缺陷，并在早期胚胎形成过程中死亡[14]。FOXA3位于人19号染色体，FOXA3基因敲除的小鼠没有表现出明显的表型变化。FOXA家族作为转录因子与恶性肿瘤的发生、增殖、浸润及转移密切相关。在不同的肿瘤中，FOXA家族基因表达及其作用均不相同。在多数肿瘤如乳腺癌、肝癌、肺癌、甲状腺癌、胃腺癌中，FOXA表达与肿瘤的发生发展呈负相关，FOXA表达可抑制肿瘤细胞转移。而在前列腺癌等恶性肿瘤中，FOXA表达可促进肿瘤的生长、浸润及转移[15]。

本研究结果显示，子宫内膜癌组织中FOXA1的表达与病理分级有关。生存分析结果显示，FOXA1的表达与子宫内膜癌患者总体生存率无关。有研究显示FOXA1表达与子宫内膜癌淋巴结转移及肿瘤分期相关，与预后无关[16]，与本研究结果一致。相关研究显示，FOXA1可抑制细胞增殖及侵袭、转移[17]。上述结果提示FOXA1在子宫内膜癌发生发展过程中可能起着抑癌作用。目前,对FOXA2与子宫内膜癌的关系研究主要集中于其基因突变与肿瘤临床参数的相关性[18～20]。本研究分析了FOXA2的表达与子宫内膜癌临床病理参数的相关性，结果显示FOXA2表达与年龄、临床分期、病理分级有关，其低表达与患者不良预后相关，提示FOXA2在子宫内膜癌发生发展过程中也可能起着抑癌作用。目前对FOXA3的研究大多停留在对其结构的分析，对于功能的研究较少。本研究发现,FOXA3的表达与子宫内膜癌病理分级相关，FOXA3高表达与患者不良预后相关。多因素分析结果显示，FOXA家族三个成员中只有FOXA3是子宫内膜癌预后的独立影响因素。

有学者研究表明，在肝癌细胞中，FOXA2可与FOXA1和FOXA3相互作用，而FOXA1与FOXA3之间无相互作用[19]。还有大量研究结果显示，在机体中FOXA2与FOXA1有互补作用，在FOXA1缺乏的情况下FOXA2可弥补其功能[20]。本研究结果显示，子宫内膜癌组织中FOXA2表达与FOXA1、FOXA3表达呈正相关，而FOXA1表达与FOXA3表达无关，与已有研究报告一致。

上述研究结果提示，FOXA1、FOXA2可能参与抑制子宫内膜癌的发生发展，可作为诊疗子宫内膜癌的潜在靶点。而FOXA3是子宫内膜癌预后的独立影响因素，可作为潜在的评估患者预后的标志物或治疗靶点。本研究结果为接下来的基础和临床探索提供了线索和思路，今后仍需多中心、大样本的研究结合多维度实验分析，进一步证实FOXA家族特别是FOXA3在子宫内膜癌发生发展中的作用及其机制。