基于Oncomine数据库荟萃分析SEPT2在结直肠癌中的表达及临床意义

方骁杰 缪晨韵 褚卫建 李岩岩 郑晨果

[摘要] 目的 阐述SEPT2在结直肠癌（CRC）中的表达及意义。 方法 应用Oncomine数据库挖掘关于SEPT2的信息，并对挖掘的资料进行二次分析，对其在结直肠癌组织中的表达情况进行荟萃分析，同时在TCGA数据中进行生存分析验证预后相关性。 结果 Oncomine数据库中共收集了438个不同类型的研究结果，共有13个研究涉及SEPT2在结直肠癌组织和癌旁正常组织中的表达，共1139个样本，与癌旁正常组织比较，SEPT2在结直肠癌组织中高表达（P=2.45×10-4）。在TCGA CRC的研究中，SEPT2的mRNA表达量与结直肠癌总体生存率存在相关性，即在随访至313 d之前SEPT2表达情况与患者总体生存率无明显差异（P=0.3764），而313 d之后SEPT2高表达的患者预后较差（P=0.0414）。 结论 通过深入挖掘Oncomine数据库中关于结直肠癌相关基因芯片的信息发现，SEPT2在结直肠癌组织中高表达，且与患者的预后相关，为今后结直肠癌患者预后的判断提供依据，同时也为相关肿瘤药物的研发提供重要理论依据。

[关键词] 结直肠癌;荟萃分析;疾病预后;医学数据库

[中图分类号] R735.3          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-9701（2022）04-0006-05

[Abstract] Objective To describe the expression and significance of SEPT2 in colorectal cancer（CRC）. Methods The Oncomine database was used to search information about SEPT2. The extracted data was analyzed twice. Meta-analysis was conducted on the expression of SEPT2 in colorectal cancer tissues. Survival analysis was performed in the TCGA data to verify the correlation of prognosis. Results A total of 438 research results of different types were collected in the Oncomine database. A total of 13 studies were on the expression of SEPT2 in colorectal cancer tissues and adjacent normal tissues. A total of 1139 samples were collected. Compared with the control group， SEPT2 was found to be highly expressed in colorectal cancer tissues （P=2.45×10-4）. In the TCGA CRC study， the mRNA expression of SEPT2 was correlated with the overall survival rate of colorectal cancer， i.e.， there was no significant difference in overall survival rate and expression of SEPT2 from follow-up to before 313 days （P=0.3764）. After 313 days， the patients with higher SEPT2 expression had a poorer prognosis （P=0.0414）. Conclusion By searching the information about colorectal cancer-related gene chips in the Oncomine database， it is found that SEPT2 is highly expressed in colorectal cancer tissues and is related to the prognosis of patients. This conclusion provides a basis for the prognosis of colorectal cancer patients in the future. It also provides an important theoretical basis for the research and development of related tumor drugs.

[Key words] Colorectal cancer; Meta-analysis; Prognosis; Medical database

結直肠癌（colorectal cancer，CRC）是西方国家肿瘤患者的主要死亡原因之一，其发病率逐年上升[1]。在国内结直肠癌的发病率排名第五，仅次于肺癌、胃癌、食道癌及肝癌，严重影响人们的生命健康[2]。随着大数据时代的来临，肿瘤学的研究进入了一个新的阶段，基因组学、转录组学、蛋白组学等研究手段相继出现，特别是近年来生物信息学的发展[3]，使大量的研究数据进一步得到了更为科学合理的分析和处理，同时也使临床医师更好地理解疾病的发生、发展过程以及基因与疾病之间的联系。所以生物信息学越来越广泛地应用于疾病的诊断和预测、新基因的发现及药物筛选等方面[4]，越来越多的研究人员选择使用基因芯片数据研究某个基因在人类疾病中发挥的功能。而SEPT家族基因最早发现于酵母细胞之中，其表达产物septins是一类细胞骨架蛋白，参与有丝分裂细胞收缩环的形成、与细胞膜结合影响细胞运动、作为支架蛋白对信号通路转导分子进行调控等多种不同的细胞功能，在人类中目前已发现13种SEPT基因[5]。多项研究[6-9]显示，SEPT2的表达可能与肿瘤的转移、蛋白的核-质分布及耐药密切相关。但由于目前关于SEPT2在人类结直肠癌组织中表达的研究较少，人群差异性大，且研究方法简单、样本量小，故研究的可靠性相对较低，为进一步验证上述研究结果，本文从Oncomine数据库中挖掘了目前为止所有与SEPT2表达有关的结直肠癌基因芯片，通过对芯片数据的二次荟萃分析SEPT2在结直肠癌组织中的表达情况及其在预后中的作用，现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料

本研究数据资料均来自Oncomine数据库。Oncomine （www.oncomine.org）是一个基于网络的肿瘤相关数据库和数据挖掘平台，旨在挖掘癌症基因信息。该数据库可以将大多数主要类型的癌症与相应的正常组织进行差异表达分析、共表达分析等。

1.2 方法

用Oncomine分析大肠癌和癌旁组织中SEPT2 mRNA的单个基因表达水平。同时为了降低错误率，选择了以下临界条件：①“Gene：SEPT2”;②“Cancer Type：Colorectal Cancer”;③“Analysis Type：Cancer VS Normal”;④“Data Type：mRNA”;⑤“Clinical Outcome：Survival Status”;⑥“临界值设定条件（P<0.0001，fold change>1.5，gene rank=top 10%）”;⑦“检索起止时间：2016年9月至2020年12月”。

1.3 统计学方法

采用t检验对两组间SEPT2表达差异进行分析。采用Kaplan-Meier模型分析SEPT2表达情况与患者预后的关系，如符合等比例风险的前提条件则用Log rank检验评价组间生存分布是否具有差异，反之则用Land mark检验[10]。所有研究数据均采用SPSS 24.0统计学软件进行分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 SEPT2在各癌症类型中的表达结果

通过对Oncomine数据库进行检索，共检索到438个针对不同癌症类型的研究（图1），有统计学差异的研究共33个，其中SEPT2高表达的有29个，低表达的有4个。虽然在结直肠癌相关研究中仅有3个研究显示在结直肠癌组织中高表达，但进一步Outlier分析结果（图2）显示，在结直肠癌相关研究的某些亚群或特定人群中有7个研究高表达，13个研究低表达。

2.2 SEPT2在结直肠癌组织中的表达结果

在Oncomine数据库中发现，共有13个研究（包含28个亚组）涉及SEPT2在结直肠癌组织和癌旁正常组织中的表达（图3），共包含1139个样本。对符合筛选条件的13个研究进一步行meta分析，其结果验证了SEPT2在结直肠癌组织中高表达（P=2.45×10-4）。

2.3 SEPT2在不同结直肠癌研究中的表达情况

为进一步了解上述各个研究的情况，完整提取了研究数据，并按不同的组织类型进行分组，用箱形图对不同组织类型中SEPT2的表达情况进行展示，从图4可以直观看到各组数据的离散分布情况。

2.4 SEPT2与结直肠癌患者预后之间的关系

为了进一步明确SEPT2表达与结直肠癌患者预后之间的关系，从Oncomine数据库中完整地挖掘了TCGA CRC研究中关于SEPT2表达情况与患者生存时间的相关数据，并进行生存分析发现，当两组患者随访时间>313 d后，SEPT2的mRNA表达量与结直肠癌总体生存率存在相关性，且呈负相关，即SEPT2高表达的患者总体生存率较差，而低表达的患者相对预后较好（Landmark analysis：Time<313，P=0.3764;Time>313，P=0.0414）。见图5。

3 讨论

目前，结直肠癌是最常见的消化道恶性肿瘤之一，虽然在国内的发病率排在所有惡性肿瘤的第五位，但发病率表现逐年上升的趋势。据估计到2035年，全球范围内直肠癌和结肠癌的总死亡人数将分别增加60.0%和71.5%，且发病呈现年轻化的趋势，新发病例中女性的发病率高于男性[11]。迄今为止，结直肠癌的发病机制尚未完全清楚，目前普遍认为基因突变及基因表达调控的异常是其发病的主要原因，最终导致了正常细胞在增殖、分化及凋亡上的调节失控[12]。治疗上目前仍以手术为主的综合治疗作为结直肠癌的主要治疗方式[13]，但近年来新辅助化疗和转化治疗的提出[14]，更加重视了药物化疗的治疗作用，但不同的患者化疗效果差异较大，特别是其中出现耐药性或因不能耐受化疗药物毒副反应而化疗失败的患者，往往达不到预期的疗效，反而给患者及其家属带来更大的痛苦和经济压力[15]。如果能够在早期及时发现结直肠癌，那么该病的预后是非常乐观的。早期诊断方法主要包括粪便潜血检测、乙状结肠镜检查、气钡灌肠X线检查和结肠镜检查。然而结肠镜检查虽然是金标准，但检测价格相对较为昂贵，预约时间长，偶尔还会有严重的并发症，所以许多人不愿意接受结肠镜检查。因此，迫切需要一种潜在的可以预测疾病的发生和发展的分子标志物，进而有助于临床医师判断疾病预后情况，对后续的治疗具有一定的指导意义。

Septins最初在用于酿酒的酵母中发现，是一种与胞质分裂和细胞形态相关的蛋白质家族。之所以得名，是因为其参与了酵母发芽过程中隔膜的形成，并在除植物以外的所有真核生物中均有表达。到目前为止，已鉴定出13个编码组织特异性和普遍表达的Septin的功能性Septin基因（SEPT1～SEPT12和SEPT14），其中SEPT2是一种保守的丝状 GTP 酶，在多种人类癌症中过表达，是SEPT家族的一个肿瘤相关基因[16]，与癌症患者的不良预后有关。其影响肝癌细胞、胶质母细胞瘤细胞和系膜细胞的细胞过程，在乳腺癌、胆管癌和急性髓系白血病中高度表达[17]。然而，SEPT2在癌症中的调控机制仍不清楚。而Kremer等[18]的研究表明，SEPT2的表达与F-肌动蛋白的表达有关，这两种蛋白相互作用并参与大肠癌细胞的骨骼组装，在细胞迁移过程中影响肿瘤细胞的粘附、侵袭和转移。He等[19]采用免疫组化（IHC）和Western blotting技术对90对结直肠癌及癌旁组织中的蛋白表达进行分析，结果表明SEPT2在大肠癌组织中的mRNA和蛋白水平均高表达。虽然上述研究已经证明了SEPT2在结直肠癌组织中高表达，但由于其研究样本量小、容易存在抽样误差等原因而导致其结果缺乏说服力，仍需进一步验证。而Oncomine数据库是迄今为止全球最大的基因芯片数据库，到目前为止，Oncomine包含65个基因表达数据集，包括来自4700多个微阵列实验的近4800万个基因表达测量结果。比较大多数主要类型的癌症与各自的正常组织及各种癌症亚型的差异表达分析，以及基于临床和病理分析可供探索的同时其也整合了数据挖掘平台，并包含了TCGA等其他数据库的基因芯片信息[20]，故本研究通过对Oncomine数据库的挖掘，荟萃分析了目前为止数据库中所有符合筛选条件的研究，得到了最大的样本量，尽可能地减少了因样本量小而带来的误差，同时也增加了研究结论的可信度。通过对13个独立的研究进行荟萃分析，其结果验证了SEPT2在结直肠癌组织中的高表达，同时进一步研究发现，TCGA数据中SEPT2 高表达的患者，其预后明显较低表达者差，虽然具体的机制尚不清楚，但可以明确的是SEPT2与结直肠癌的发生、发展及预后相关，可能是今后结直肠癌诊断的标志物和预后的指标。

本研究的优势在于全面利用了生物信息学数据，Oncomine数据库用于进行结直肠癌的基因表达数据挖掘，TCGA数据库用于分析差异基因在结直肠癌患者临床预后中的相关性。本研究结果显示，SEPT2在结直肠癌组织中高表达且影响患者生存率，对临床结直肠癌患者的诊疗和预后评估具有重要的指导意义。然而，本研究也存在一定的不足。本研究结果基于大量的生物信息学分析，缺少临床研究和体内外实验验证。今后将以研究结果为研究方向，进一步通过动物实验或细胞实验研究SEPT2在结直肠癌中的具体作用机制。

综上所述，通过对Oncomine数据库的挖掘分析，验证了SEPT2在结直肠癌组织中的高表达，且进一步发现其表达量与预后呈负相关，该结果将对临床的诊治和相关抗肿瘤药物的研发具有一定的意义。

[参考文献]

[1] Ferlay J，Ervik M，Lam F，et al. Global cancer observatory：Cancer today[EB/OL]. Lyon，France：International Agency for Research on Cancer.[2021-01-09]. https：//gco.iarc.fr/today.

[2] 陳金东. 中国各类癌症的发病率和死亡率现状及发展趋势[J]. 遵义医学院学报，2018，41（6）：653-662.

[3] 刘怀全，周芳芳，张玉佩，等.生物信息学在中西医结合基础研究中的应用前景[J].湖北民族大学学报（医学版），2020，37（2）：49-52.

[4] 马俊，吴霞，宫伟，等.生物信息学相关数据库在肿瘤研究中的应用[J].中国医药生物技术，2019，14（1）：69-71.

[5] Qi C，Xu F，Li J，et al. SEPT2 promotes proliferation and migration in cholangiocarcinoma cells[C]//中国解剖学会2019年年会，2019：1.

[6] Zhang W，Liao K，Liu D. MicroRNA-744-5p is downregulated in colorectal cancer and targets SEPT2 to suppress the malignant phenotype[J].Mol Med Rep，2021， 23（1）：54.

[7] Xing Z，Li S，Liu Z，et al. The long non-coding RNA LINC00473 contributes to cell proliferation via JAK-STAT3 signaling pathway by regulating miR-195-5p/SEPT2 axis in prostate cancer[J]. Biosci Rep，2020，40（9）：BSR20 191 850.

[8] Xu C，Zhang W，Zhang X，et al. Coupling function of cyclin-dependent kinase 2 and Septin2 in the promotion of hepatocellular carcinoma[J].Cancer Sci，2019，110（2）：540-549.

[9] He H，Li J，Xu M，et al. Expression of septin 2 and association with clinicopathological parameters in colorectal cancer[J]. Oncol Lett，2019，18（3）：2376-2383.

[10] 刘宏，许燕波，何雪心.非比例风险模型生存分析方法的选择及应用[J].中国卫生统计，2020，37（1）：127-131.

[11] 王锡山.从中美结直肠癌流行病学特征看结直肠癌早诊早治的重要性[J].中华结直肠疾病电子杂志，2021， 10（1）：26-33.

[12] Grady WM，Carethers JM. Genomic and epigenetic instability in colorectal cancer pathogenesis[J]. Gastroenterology，2008，135（4）：1079-1099.

[13] Melani AGF，Romagnolo LGC，Davila EP. Safe introduction of new technologies and techniques in minimally invasive colorectal surgery[J]. Clin Colon Rectal Surg，2021， 34（3）：181-185.

[14] Bhudia J，Glynne-Jones R，Smith T，et al. Neoadjuvant chemotherapy without radiation in colorectal cancer[J]. Clin Colon Rectal Surg，2020，33（5）：287-297.

[15] Miyamoto Y，Hiyoshi Y，Sawayama H，et al. Precision medicine for adjuvant chemotherapy of resected colorectal cancer[J]. Ann Gastroenterol Surg，2020，4（6）：635-645.

[16] Joo E，Surka MC，Trimble WS. Mammalian SEPT2 is required for scaffolding nonmuscle myosin Ⅱ and its kinases[J]. Dev Cell，2007，13（5）：677-690.

[17] Cerveira N，Correia C，Bizarro S，et al. SEPT2 is a new fusion partner of MLL in acute myeloid leukemia with t （2;11）（q37; q23） [J]. Oncogene，2006，25（45）：6147-6152.

[18] Kremer BE，Adang LA，Macara IG. Septins regulate actin organization and cell-cycle arrest through nuclear accumulation of NCK mediated by SOCS7[J].Cell，2007，130（5）：837-850.

[19] Zhang W，Liao K，Liu D. MicroRNA-744-5p is downregulated in colorectal cancer and targets SEPT2 to suppress the malignant phenotype[J].Mol Med Rep，2021，23（1）：54.

[20] Rhodes DR，Yu J，Shanker K，et al. Oncomine：A cancer microarray database and integrated data-mining platform[J]. Neoplasia，2004，6（1）：1-6.

（收稿日期：2021-03-08）