基于GO分析筛选Ⅰ期子宫内膜癌差异表达基因的研究

宁昭芳，张亚男，李会影，周方圆，黄丽晓，陈 妍，陶 涛*，杨宝丽*

（1.牡丹江医学院，黑龙江 牡丹江 157000；2.深圳市罗湖区人民医院，广东 深圳 518000）

子宫内膜癌是最常见的妇科恶性肿瘤，子宫内膜癌主要根据流行病学、临床和内分泌特征来分为Ⅰ型和Ⅱ型[1]。Ⅰ型癌症通常有子宫内膜样组织学，II型癌症是浆液性癌[2]。在我国，子宫内膜癌死亡率约为20%[3]。子宫内膜癌的5年生存率很高，但其发生率却有上升的趋势，所以了解子宫内膜癌的发生十分重要。

基因本体是一种基于社区的生物信息学资源，它利用本体来表示生物知识，提供有关基因产品功能的信息[4]。为此，我们对正常子宫内膜和Ⅰ期子宫内膜癌的基因的表达数据进行了综合分析，以探讨与增殖、迁移和凋亡相关基因的异常表达以及其对子宫内膜癌的发生发展的影响，可以为子宫内膜癌的分子机制和发展新的靶向治疗方法提供新的见解。

1 材料与方法

1.1 生物信息分析软件和免疫组化图片分析软件

生物信息学在线分析网站：GEO （Gene Expression Omnibus）： http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo;http://www.geneontology.org，DAVID（The Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery）：https://david.ncifcrf.gov/；病人预后图片来源：GEPIA （http://gepia.cancer-pku.cn/）；免疫组化图片获取网站：HAP https://www.proteinatlas.org/；免疫组化图片分析软件：image-proplus6.0；免疫组化结果分析软件：Grappad prism7。

1.2 子宫内膜和Ⅰ期子宫内膜癌差异性表达

从GEO数据库中搜索了Ⅰ期的子宫内膜癌和正常子宫组织的基因表达数据库表达谱分析（GSE17025），从每个数据中提取确定数据：GEO登记号、作者、患者年龄、种族、病理分期。其中子宫内膜癌80例，正常组织12例，子宫内膜浸润程度和浸润深度分布不均（9例IAG 1，14例IAG 2，7例IAG 3，14例IBG 1，12例IBG 2，13例IBG 3，7例ICG 1，10例ICG 2，6例ICG 3）。利用上述案例中的数据GSE17025在GCBI在线实验室进行差异分析选取符合（|fold change|＞1，|fold change|＜-1，P值＜0.05）的数据，分析出差异基因。

1.3 差异基因的功能分析和免疫组化

在DAVID分析网站上对分析出的差异基因进行功能分析，分别挑选出与增殖、迁移和凋亡三个功能相关的基因。再从这三组基因中鉴别出与这三个功能都有关的基因。从GEPIA中查找和子宫内膜癌的预后有意义的基因。在HAP中查找SIX1的三组正常子宫内膜和三组子宫内膜癌的免疫组化的图片，利用免疫组化分析软件image-proplus6.0分析相关基因正常子宫内膜和子宫内膜癌的SIX1表达情况，用Grappad prism7软件分析免疫组化的结果数据。

2 结 果

在GSE17025的案例中得到总基54676个，分析得到个12325差异基因。从这些差异基因中分析得到与增殖有关的165个基因，与迁移相关的127个基因，与凋亡相关的155个基因。分别对这三个相关功能的基因取交集，一共得到14个共性基因（见图1），分别是：ERBB4、FAP、

DDIT4、IL10、CDK1、LEF1、PDK1、AKT1、SIX1、PSEN1、HN1、GAS6、BAX、CYR61。根据GEPIA提供的生存曲线我们筛选出与子宫内膜癌预后相关（P＜0.05）的三个基因：SIX1、BAX、LEF1，和病人的生存期成负相关的基因为SIX1。挑选出的六位患者的免疫组化图片（见图2，图3）经image-pro-plus6.0分析后的IOD值分别为：1.05、4.92、4.65、25.66、21.1、25.99,差异有统计学意义P＜0.05（见图4）。

3 讨 论

子宫内膜癌是子宫常见的恶性肿瘤，严重危害女性健康，近年来其发病率不断升高。子宫内膜癌的发病机制由很多因素引发如：微卫星不稳定性、p53基因突变以及LKB1-AMPK-mTOR等通路的异常均可导致子宫内膜癌的发生和发展[5]。但其发病机制仍然存在很多问题有待解决，了解子宫内膜癌的发病机制可以为子宫内内膜癌的预防和治疗提供方案。

本研究通过生物信息学软件对芯片数据（GSE17025）进行分析，在12325个差异基因中筛选出三组与增殖、迁移和凋亡相关的基因，并筛选出了14个可能和子宫内膜癌发生发展的核心基因。根据GEPIA提供的生存曲线我们筛选出与子宫内膜癌预后相关（P＜0.05）三个基因。其中LEF1、BAX的高表达有利于预后，而SIX1的高表达则相反。

图1 增殖、迁移和凋亡的基因交集结果

图2 正常子宫内膜癌SIX1的免疫组化结果 （图片来自HAP网）

图3 Ⅰ期子宫内膜癌SIX1的免疫组化结果 （图片来自HAP网）

图4 SIX1免疫组化分析结果图

SIX1是调节细胞增殖、存活、迁移和侵袭的一种转录因子[6]。它被认为是一种新的蛋白质，因为不适当的再表达导致动物模型和人类基因组的不稳定、恶性转化和转移[6-7]。Xin X[8]的研究表明SIX1可能通过ERK和AKT介导的途径促进子宫内膜癌中癌细胞的生长。

BAX(即Bcl-2相关蛋白)是第一个被现的促凋亡蛋白家族成员，细胞凋亡过程中调控线粒体外膜的关键之一[9-10]。Mirakhor Samani S[11]的研究表明BAX在正常子宫内膜组织、子宫内膜增生组织和癌组织中表达，并且发现BAX低表达及Bcl-2/BAX比值高与恶性程度有关。

LEF1是一种转录因子，主要参与亚基β-信号通路和多个亚型的发生和发展。除了癌细胞的增殖和生存能力外，更重要的是，它是上皮细胞过渡的促进者，也是癌细胞迁移和侵袭的一种辅助因子[12]。已有文献报道LEF1在人和小鼠子宫内膜肿瘤中过度表达，与其在腺体增殖中发挥作用一致[13]。上述研究证明SIX1、BAX、LEF1在肿瘤的转移中发挥了重要的作用，与本研究分析得到的结果一致，为子宫内膜癌的发生机制的实验研究提供了可靠的参考方向

本研究中分析得到的结果，可能因为选择的分析软件不同而存在稍微的差异。本研究的结果还需要结合免疫组化，细胞分子实验再进行验证。