ASF1B 在胶质母细胞瘤中的表达及其与患者预后的关系

李思博 关梅村 曹艳菲 姜旭东 张丽娜＊

(1、佳木斯大学附属第一医院，黑龙 江佳木斯 154000 2、佳木斯大学附属第二医院，黑龙 江佳木斯 154000 3、大庆油田总医院，黑龙 江大庆 163411）

作为WHOⅣ级胶质瘤，胶质母细胞瘤(glioblastoma，GBM)是最常见的成人原发性脑肿瘤，尽管积极的接受治疗，但患者的中位生存期依旧不足两年[1]。目前仍然缺乏十分有效的治疗手段来对抗这一顽固性的癌症。胶质母细胞瘤具有强大增殖能力和侵袭能力，特别是对瘤旁正常组织的影响，这是由于肿瘤微环境中存在复杂的分子间相互作用调控机制。所以寻找可以作为胶质母细胞瘤诊治的靶向分子，阐明其临床转化价值，从而为这一疾病提供重要的见解。

组蛋白伴侣抗沉默功能蛋白1B（anti-silencing function 1B, ASF1B）是一种重要的组蛋白伴侣蛋白，其主要功能是参与细胞增殖[2,3]。早期研究表明ASF1B 过表达与乳腺癌预后相关，ASF1B 敲除后显著的抑制细胞增殖[4]。在另一项研究Liu 等[5]发现ASF1B 通过稳定CDK9 蛋白表达来促进宫颈癌的恶性进展，初步的揭示了ASF1B 的促癌机制。 基因富集分析 (gene set enrichment analysis, GSEA) 数据表明ASF1B 相关基因富集于增殖和免疫相关通路[6]。在肺腺癌中, ASF1B 通过抑制细胞凋亡来促进肿瘤的进展[6]。这些研究证实了ASF1B 作为促癌基因的潜力。然而在胶质母细胞瘤中，ASF1B 的肿瘤生物学功能仍然未见报道。所以，本研究拟通过应用生物信息学技术挖掘ASF1B 在胶质母细胞瘤中的潜在功能，并预测其临床转化价值。

1 资料与方法

1.1 从TCGA 数据库中下载数据

从癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)是最为全面的人类基因组计划之一，其主要功能是分析并提供不同类癌症基因组序列表达、甲基化等相关数据[7]。我们从TCGA 数据库下载156 例原发性胶质母细胞瘤以及5 例正常脑组织mRNA 表达原始数据，通过R 语言软件中DEseq2包进行DEG(differetrial expression genes)分析。

1.2 GEPIA 数据分析

基因表达谱交互分析 (Gene Expression Profiling Interactive Analysis, GEPIA)提供了包括差异表达分析、图谱绘制和相关性分析等可定制功能，可以将大多数癌症与各自的正常组织或各种癌症亚型进行数据差异表达分析[8]。我们通过GEPIA 数据库对ASF1B 在胶质瘤以及正常脑组织mRNA 的表达水平进行了分析。

1.3 CCLE 数据库分析

癌细胞百科全书(Cancer Cell Line Encyclopedia,CCLE)是对癌细胞的遗传信息进行大规模分析，为癌症新驱动分子的研究提供了严格的框架[9]。本研究通过CCLE 数据库分析了ASF1B 在各类癌症中的表达情况。

1.4 HPA 数据库分析

人蛋白质数据库(Human Protein Atlas,HPA) 是一个开放式数据获取数据库，可以检索全基因组范围内单个蛋白表达与临床结果的相关性[10]。本研究通过检索HPA 数据库分析了ASF1B 在高级别胶质瘤以及正常脑组织蛋白表达情况。

1.5 PrognoScan 数据库分析

PrognoScan 数据库通过评估潜在的肿瘤标记物和治疗靶点与患者生存期之间的相关性来深入研究癌症[11]。我们利用PrognoScan 数据库分析了ASF1B 与胶质瘤患者预后的相关性。

1.6 统计学分析

本研究中TCGA 数据由R 语言Deseq2 包进行统计分析。其他生物信息学结果由相应数据库自备统计分析系统完成统计，P <0.05 表明结果具有统计学意义。

2 结果

2.1 ASF1B 是胶质母细胞瘤中上调最明显的基因之一

通过对TCGA 数据库中156 例原发性胶质母细胞瘤以及5 例正常脑组织样本mRNA 表达数据进行比对发现(图1A)，ASF1B 在原发性胶质母细胞瘤中表达增高，是上调最明显的基因之一(变化倍率5.829612839，P=2.07E-42，图1B)。

图1 TCGA 数据库(A)胶质母细胞瘤以及正常组织基因表达散点图,(B)ASF1B 在胶质母细胞瘤样本中表达上调

2.2 ASF1B 在胶质瘤以及正常组织表达情况

本研究通过GEPIA 数据库分析ASF1B 在正常组织以及胶质瘤中的mRNA 表达水平。结果显示与正常组织相比，ASF1B 在胶质瘤中表达上调，并且在胶质母细胞瘤中ASF1B的表达水平明显高于低级别胶质瘤(图2A)，提示ASF1B 的表达可能与胶质瘤的恶性进展存在密切相关性，P<0.05。

图2 GEPIA 数据库(A)ASF1B 在胶质母细胞瘤以及低级别胶质瘤中的表达

2.3 ASF1B 在肿瘤细胞系中的表达水平

本研究通过CCLE 在线数据库分析了40 种肿瘤细胞系ASF1B 的表达情况。结果显示ASF1B 在胶质瘤细胞系中表达上调，并且ASF1B 在胶质瘤细胞系中的表达水平要高于多数肿瘤细胞系，提示了ASF1B 与胶质瘤细胞生长发育的密切关联(图3A)。

图3 CCLE 数据库(A)ASF1B 在40 种癌症细胞系中的表达

2.4 ASF1B 在胶质瘤组织以及正常脑组织中蛋白表达水平

我们的研究通过HPA 数据库在线分析了ASF1B 在高级别胶质瘤以及人正常脑组织中免疫组织化学染色结果。结果显示ASF1B 在正常脑组织中染色水平低(图4A)，而在高级别胶质瘤中染色较强(图4B)。提示ASF1B 蛋白在高级别胶质瘤中表达上调，与ASF1B mRNA 在胶质瘤中的表达一致。

图4 HPA 数据库(A)ASF1B 蛋白在正常脑组织中以及(B)在高级别胶质瘤中的表达水平

2.5 ASF1B 与胶质瘤患者的不良预后相关

我们通过PrognoScan 数据库在线分析了胶质瘤以及星形细胞瘤患者ASF1B 表达状态与患者生存期之间的相关性。结果表明，ASF1B 高水平表达与胶质瘤患者(图5A，P<0.05)以及星形细胞瘤患者(图5B，P<0.001) 的不良预后呈现显著的相关性。

图5 Prognosacn 数据库(A)ASF1B 表达与胶质瘤患者以及(B)星形细胞瘤患者预后相关性

3 讨论

细胞增殖与肿瘤恶性进展密切相关。ASF 家族是一种保守的组蛋白伴侣，主要有两个子成员，ASF1A 和ASF1B。与其同源基因功能不同的是，ASF1B 主要在增殖过程中发挥作用，而ASF1A 则在多种生理过程中均有表达[12]。ASF1 家族基因与其次级因子相互作用，结合于组蛋白变体H3.3 和H3.1，并参与核小体组装过程[13]。但ASF1B 在核小体组装过程中发挥的功能仍不清楚。近期的几项泛癌研究发现ASF1B 在多数癌症中异常表达，并且与患者的不良预后相关[14,15]。ASF1B 的功能还涉及微卫星不稳定性和免疫微环境的细胞浸润[14]。总之，ASF1B 在其他肿瘤发展过程中发挥重要功能，这让我们对ASF1B 在胶质母细胞瘤中发挥的肿瘤生物学功能产生了兴趣。

生物信息学技术发展迅速，多种在线数据库可以对单个基因在癌症中的表达、预后相关性等重要信息进行检索。我们应用生物信息学技术对ASF1B 在胶质母细胞瘤中的表达、分级相关性以及与患者预后的相关性进行了分析，我们的数据初步阐明了ASF1B 与胶质母细胞瘤恶性进展的相关性。