天冬酰胺合成酶(ASNS)...的表达意义及苦参碱干预机制_张浩鹏.pdf
《天冬酰胺合成酶(ASNS)...的表达意义及苦参碱干预机制_张浩鹏.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《天冬酰胺合成酶(ASNS)...的表达意义及苦参碱干预机制_张浩鹏.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、33(1):88Feb.,2023生物技术Biotechnology第 33 卷第 1 期2023 年 2 月 收稿日期:2021-11-03 基金资助:国家自然科学基金面上项目(82074581)作者简介:张浩鹏(1991-),男,博士研究生,研究方向:中西医结合耳鼻咽喉科学,发表论文 4 篇,E-mail:。通讯作者:郭裕(1961-),男,主任医师,教授,博导,研究方向:中西医结合耳鼻咽喉科学,发表论文 100 余篇,主编专著 5 部,E-mail:。天冬酰胺合成酶(ASNS)在喉癌中的表达意义及苦参碱干预机制张浩鹏,王丽华,郭裕(上海市中医医院,上海中医药大学附属市中医医院 耳鼻咽喉科
2、,上海 200071)摘要:目的探索天冬酰胺合成酶(ASNS)在喉癌诊断和预后中的意义及苦参碱干预机制。方法从癌症基因组图谱(TCGA)数据库下载喉癌的基因表达谱和临床数据,分析 ASNS 在喉癌组织和邻近非肿瘤组织中的表达差异,通过Logistic 回归分析评估 ASNS 与临床病理参数的关系,进一步通过 Kaplan-Meier 生存分析和单因素、多因素 Cox 回归分析判断 ASNS 与喉癌患者临床特征的相关性,并对苦参碱与 ASNS 进行分子对接,预测其结合模式和亲合力。结果喉癌组织中 ASNS 的表达高于邻近非肿瘤组织(P 0.05),ASNS 高表达患者生存时间明显短于低表达患者(
3、P 0.05),ASNS 表达与性别、N 分期和 T 分期显著相关,性别、ASNS 可作为喉癌患者的独立预后因素,并通过调控能量代谢、细胞功能等通路发挥作用。分子对接显示苦参碱与 ASNS 存在多个结合位点,最低结合能为-8.6 kcal/mol。结论ASNS 在喉癌中高表达,是喉癌重要的诊断和预后标志物,可作为喉癌患者预后的独立预测因子,苦参碱可能通过调控 ASNS 发挥治疗喉癌的作用。关键词:天冬酰胺合成酶;喉癌;预后;分子对接中图分类号:R276.1 文献标识码:A DOI:10.16519/ki.1004-311x.2023.01.0014Expression of asparagin
4、e synthetase(ASNS)in laryngeal cancerand the mechanism of matrine interventionZHANG Hao-peng,WANG Li-hua,GUO Yu(Department of Otolaryngology,Shanghai Municipal Hospital of Traditional Chinese Medicine,Shanghai Universityof Traditional Chinese Medicine Affiliated Hospital of Traditional Chinese Medic
5、ine,Shanghai 200071,China)Abstract:Objective To explore the significance of asparagine synthetase(ASNS)in the diagnosis and prognosis of larynge-al cancer and the mechanism of matrine intervention.Method The gene expression profiles and clinical data of laryngealcancer were downloaded from the Cance
6、r Genome Atlas(TCGA)database,the expression differences of ASNS in laryngealcancer tissues and adjacent non-tumor tissues were analyzed,the relationship between ASNS and clinicopathological parame-ters was assessed by logistic regression analysis,and the correlation between ASNS and clinical charact
7、eristics of patients withlaryngeal cancer was further explored by Kaplan-Meier survival analysis and univariate,multivariate Cox regression analysis.Molecular docking of matrine onto ASNS was performed to predict the binding mode and avidity.Result The expression ofASNS was higher in laryngeal cance
8、r tissues than in adjacent non-tumor tissues(P 0.05),patients with high ASNS expres-sion had a significantly shorter survival time than those with low expression(P 0.05),ASNS expression was significantly as-sociated with gender,N stage and T stage.The gender,ASNS expression could be an independent p
9、rognostic factor in patientswith laryngeal cancer,and ASNS may play the role through regulating energy metabolism and cellular functions.Molecular doc-king revealed that there were several binding sites between matrine and ASNS with the lowest binding energy of-8.6 kcal/mol.Conclusion ASNS is highly
10、 expressed in laryngeal cancer and is an important diagnostic and prognostic marker for laryn-geal cancer,which could be an independent predictor of prognosis in patients with laryngeal cancer.Matrine may play a role inthe treatment of laryngeal cancer by regulating ASNS.Keywords:asparagine syntheta
11、se;laryngeal cancer;prognosis;molecular docking 喉癌是呼吸道常见的恶性肿瘤之一,多发于中老年男性,由于早期无特异性症状,大多数患者往往 1 期张浩鹏,等:天冬酰胺合成酶(ASNS)在喉癌中的表达意义及苦参碱干预机制在中晚期被确诊,虽然目前的治疗方法,如根治性切除和放化疗存在治愈的可能,但这种治疗模式往往导致吞咽、呼吸和声音功能进一步恶化,严重降低生活质量1。据统计,过去十年来虽然喉癌的发病率一直在缓慢下降,但死亡率却不降反升2,因此,迫切需要准确可靠的早期诊断方法来筛查出预后不良的高危患者,以便更早地启动新的、准确的治疗分级,提高患者生存率,改善
12、预后。近年来,生物技术的高速发展为喉癌诊断和预后相关的生物标志物的确定提供了支持,包括 BRAP3、BCL2L124、miR-145-5p5等标志物的确定为喉癌的早期诊断和预后预测提供了可能,但仍存在特异性不强、临床转化困难等问题,因此,喉癌相关生物标志物的研究尚需进一步深入。人的天冬酰胺合成酶(ASNS)基因位于 7q21.3号染色体,长 35 kb,13 个外显子6-7,ASNS 属于氨基转移酶家族成员之一,能催化合成天冬酰胺和谷氨酸8,为蛋白质的合成提供原料。ASNS 与肿瘤细胞存活、细胞周期进展至关重要,有证据表明,高ASNS 表达水平与结直肠癌、恶性胶质瘤、乳腺癌、卵巢癌、肝癌等9-
13、12整体预后较差有关,然而到目前为止,还没有关于 ASNS 在喉癌中的表达和功能的相关研究。苦参碱具有广泛的生物活性,如抗菌、抗病毒、抗炎、免疫调节、抗肿瘤等,研究表明,苦参碱对喉癌Hep-2 细胞、KB 细胞、KBV200 细胞有广泛的抑制作用,能抑制肿瘤细胞增殖、诱导凋亡13-14。但是,苦参碱抑制喉癌的作用机制目前仍不明确,因此,本研究通过 TCGA 数据库信息挖掘和分子对接,首次探讨了 ASNS 在喉癌中的表达意义及苦参碱干预机制研究,并采用临床相关性分析、Logistic 回归、单因素和多因素 Cox 回归、GSEA 分析以及分子对接等一系列方法,以期为喉癌的早期诊断和预后标志物提供
14、更多证据支持。1 材料与方法1.1 材料1.1.1 数据获取从 TCGA 数据库下载喉癌患者的基因表达数据(123 例,类型:HTSeq-FPKM)和临床数据(117例),包括年龄、性别、肿瘤分级、组织学分期、T 分期、N 分期、M 分期、生命状态等,详见表 1。表 1 TCGA 队列的人口学和临床特征Tab.1 Demographic and clinical characteristics of TCGA cohort特征Characteristics病例数Number of cases百分比(%)Percentages(%)Age552622.22559177.78GenderFemal
15、e2017.09Male9782.91Histologic gradeG186.84G27261.54G33227.35G410.85GX43.42Stage21.71108.551411.977463.25NA1714.53T classificationT175.98T21411.97T32622.22T45547.01TX1311.11NA21.71N classificationN04135.04N11210.26N24135.04N321.71NX1916.24NA21.71M classificationM04135.04M110.85MX86.84NA6757.26Vital s
16、tatusDeceased5042.74Living6757.261.2 方法1.2.1 ASNS 表达分析和生存分析使用 Perl 语言对基因表达数据进行排序和合并,使用 R 软件的 limma 包和 beeswarm 包提取 ASNS98生 物 技 术2023 年表达数据并可视化。进一步从临床数据中提取生存数据,并将完整的生存信息与 ASNS 表达数据相匹配,根据中位值将 ASNS 表达水平分为两组(高表达组和低表达组),使用 R 软件的 survival 包获得 Kap-lan-Meier 生存曲线。1.2.2 临床病理参数统计分析使用 Perl 语言处理临床数据,删除临床信息中未知或不
17、完整的部分,用 Logistic 回归、Wilcox 检验和 Kruskal 检验检测 ASNS 表达与临床病理因素的关系。采用单因素和多因素 Cox 回归分析评估ASNS 表达对临床预后的影响,计算危险度和95%置信区间,用 R 软件的 survival 包和 survminer 包、gg-forest 包对数据进行分析和可视化。1.2.3 基因集富集分析(GSEA)在两种不同的生物学条件下,GSEA 确定一组基因在表达上是否有统计学意义的差异15。在本研究中,根据中位 ASNS 表达水平,将基因表达数据分为高表达和低表达组,使用 GSEA 软件(Version3.0)对每个分析进行 100
18、0 次基因组排列,以 ASNS表达水平作为表型标签,当 P 0.01,FDR 0.25时,认为一个基因集显著富集16,取ASNS和喉癌相关通路绘制合并富集图。1.2.4 分子对接从 Pubchem 数 据 库(https:/pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)下载苦参碱的 SDF 结构,用 Chem-Bio3D 软件转化为 mol2 格式,通过 PDB 数据库下载ASNS 的蛋白结构,采用 Pymol 软件对受体蛋白进行去除配体、加氢、去除水、优化后,将其定义为受体并保存成 pdbqt 文件。最后采用 Autodock vina 1.1.2进行分子对接,并选取最佳构象作为最终的
19、对接构象保存。2 结果与分析2.1 喉癌患者中 ASNS 表达差异在 TCGA 数据库中,从 123 个组织(包括 111 个喉癌组织和 12 个相邻的非肿瘤组织)和 117 个病例中获得了 ASNS 表达数据。散点图显示,与邻近非肿瘤组织相比,喉癌组织中 ASNS 的表达水平明显上调(P 0.05,图 1A),同一患者肿瘤中的 ASNS 表达明显高于正常组织(P 0.05,图1B),生存曲线显示,高 ASNS 表达患者生存期明显缩短(P 0.05,图1C),随着肿瘤进展,ASNS 表达水平明显上调(P 0.05,图 1D)。图 1 ASNS 在喉癌中的表达差异分析注解:A.正常和肿瘤样本中的
20、 ASNS 表达差异;B.同一患者正常和肿瘤样本中 ASNS 表达差异;C.Kaplan-Meier 生存曲线;D.不同肿瘤分级中 ASNS 表达差异。Fig.1 Differential expression of ASNS in laryngeal cancerNote:A.Differential expression of ASNS in normal and tumor samples;B.Differential expression of ASNS in normal and tumor samples from the samepatient;C.Kaplan-Meier su
21、rvival curve;D.Differential expression of ASNS in different tumor grades.09 1 期张浩鹏,等:天冬酰胺合成酶(ASNS)在喉癌中的表达意义及苦参碱干预机制2.2 ASNS 表达与临床相关性分析ASNS 表达与临床相关性分析结果显示,T4 期患者 ASNS 基因表达显著高于 T3 期(P 0.05),见表2。单因素 Cox 回归分析结果显示,性别、N 分期、ASNS 表达(P 0.05)与预后密切相关,多因素 Cox分析进一步证明性别、ASNS 表达(P 0.05)可作为喉癌患者的独立预后因素(表 3,图 2)。表 2
22、与临床病理特征相关的 ASNS 表达(Logistic 回归)Tab.2 Expression of ASNS was correlated with theclinical pathological features(logistic regression)样本量ORPAge(55 vs 55)1110.88(0.36-2.16)0.78Gender(female vs male)1112.17(0.81-6.24)0.13Stage(vs)851.30(0.41-4.30)0.66Grade(Grade2 vs Grade3)991.11(0.46-2.65)0.82T(T4 vs T3)
23、793.21(1.19-9.45)0.02N(N2 vs N0)782.07(0.85-5.20)0.112.3 GSEA 富集分析GSEA 富集分析显示,谷胱甘肽代谢、孕酮介导的卵母细胞成熟、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等22 条通路(P 0.01,FDR 0.25)在 ASNS 高表达组中显著富集。取 ASNS 和癌症相关通路绘制合并富集图,具体如下:谷胱甘肽代谢;丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢;基础转录因子;甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢;半胱氨酸和蛋氨酸代谢;剪接体;甘油脂质代谢;精氨酸和脯氨酸代谢;甘油磷脂代谢;卵母细胞减数分裂(表 4、图 3)。表 3 ASNS 表达和临床病理特征相关性
24、的单因素、多因素分析Tab.3 Univariate and multivariate analysis of the correlationbetween ASNS expression and clinicopathological features单因素分析多因素分析HR95%CIPHR95%CIPAge0.9750.922-1.0300.357 0.9950.936-1.057 0.861Gender0.2350.093-0.5930.002 0.1840.068-0.496 0.001Grade0.8580.457-1.6120.634 0.7360.353-1.536 0.415S
25、tage1.4630.662-3.2320.347 1.8460.567-6.009 0.309T0.9880.603-1.6180.961 0.7130.365-1.393 0.323N1.5691.016-2.4210.042 1.4280.823-2.478 0.206ASNS1.0491.009-1.0920.017 1.0551.007-1.107 0.025图 2 多因素 Cox 回归分析森林图Fig.2 Forest map of the multivariate Cox regression analysis19生 物 技 术2023 年图 3 GSEA 富集分析的合并富集图F
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 天冬 合成 ASNS 表达 意义 苦参 干预 机制 张浩鹏
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。