
文章信息
- 薛东炜, 李明山, 刘嘉, 祝兴旺
- XUE Dongwei, LI Mingshan, LIU Jia, ZHU Xingwang
- 基于公共数据库分析TNFAIP2在肾透明细胞癌中的表达及临床意义
- Analysis of the expression and clinical significance of TNFAIP2 in renal clear cell carcinoma by utilizing public databases
- 中国医科大学学报, 2022, 51(8): 695-700
- Journal of China Medical University, 2022, 51(8): 695-700
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文章历史
- 收稿日期:2022-05-09
- 网络出版时间:2022-07-13 13:46
肾细胞癌(renal cell carcinoma,RCC)是泌尿生殖系统的常见恶性肿瘤,占肾脏恶性肿瘤的80%~90%,占全身恶性肿瘤的2%~3%。自1975年以来,RCC的发病率以每年2%~4%的速度增长[1]。RCC的组织学亚型包括透明细胞RCC(clear cell renal cell carcinoma,ccRCC)、乳头状RCC和嫌色RCC,其中ccRCC是肾癌的最常见亚型[2],其进展和预后受多种复杂基因的控制[3]。外科手术切除肿瘤是治疗ccRCC的有效方法,尽管如此,仍有20%~38%的ccRCC患者术后发生进展和转移[4]。因此,对ccRCC发生发展过程中基因表达变化的研究至关重要,有助于识别肾癌新的诊断和预后生物标志物,提供新的治疗靶点[5]。近年来研究发现,肿瘤坏死因子α诱导蛋白(tumor necrosis factor-α-induced protein,TNFAIPs)家族参与了细胞凋亡和分化、信号传导等多种生物学过程[6],而TNFAIP2作为该家族中的重要一员,可能在肿瘤的发生和发展过程中发挥重要作用[7]。
1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 细胞正常肾小管上皮细胞系HK-2和人RCC细胞系786-O、ACHN(上海素尔生物科技有限公司)用含10%胎牛血清(美国Invitrogen公司)、10 U/mL青霉素和100 U/mL链霉素(美国Invitrogen公司)的DMEM培养基(美国Invitrogen公司),培养于37 ℃、5%CO2培养箱。
1.1.2 组织正常肾脏组织和ccRCC组织(24对)来自中国医科大学附属第四医院泌尿外科手术切除的标本。
1.2 方法 1.2.1 数据库分析应用TIMER2.0数据库(http://timer.comp-genomics.org/)分析TNFAIP2在泛癌中的表达情况及其与免疫细胞表达的相关性[8];应用UALCAN数据集(http://ualcan.path.uab.edu/index.html)下载癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)中ccRCC组织的TNFAIP2 mRNA表达数据库,对TNFAIP2 mRNA的表达与临床病理参数之间的相关性进行分析,应用京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)进行ccRCC差异基因的富集分析。应用Kaplan-Meier曲线(Kaplan-Meier Plotter,http://www.kmplot.com)数据库网站分析TNFAIP2表达与ccRCC数据库中患者预后的关系。
1.2.2 Western blotting用裂解缓冲液裂解细胞,裂解物上样(40 µg/泳道)行SDS-PAGE电泳,蛋白转移至聚偏二氟乙烯膜,5%脱脂牛奶中室温封闭1 h,加入1:2 000稀释抗TNFAIP2抗体(美国Santa Cruz Biotechnology公司)、抗GAPDH抗体(美国Santa Cruz Biotechnology公司)4℃孵育过夜。TBST洗膜3次,5 min/次,加入二抗孵育90 min,TBST洗膜3次。用增强化学发光可视化系统(BeyoECL Plus,中国上海Beyotime生物技术研究所)进行检测。
1.2.3 实时PCR检测用TRIzol试剂(美国Invitrogen公司)从组织中分离总RNA。按照The master mix reagent(美国Applied Biosystems公司)说明书行实时PCR,反应体系15 μL,包括TB Green 7.5 μL,ROX 0.3μL,引物各0.3μL,ddH2O 5.6 μL,cDNA 1 μL。反应条件:95℃30s,95℃5s,60℃34s,40个周期。TNFAIP2正向引物序列为5’-CCCCAATGACATCATCAACA-3’,反向引物序列为5’-GCCTCACTGGACAGGAATGT-3’[9];GAPDH作内参照,正向引物序列为5’-GAAGGTGAAGGTCGGAGTC-3’,反向引物序列为5’-GAAGATGGTGATGGGATTTC-3’。用2-ΔΔCt法计算mRNA的相对表达量。
1.3 统计学分析采用SPSS 13.0和Graphpad Prism 7.0软件进行统计分析。用Pearson χ2检验分析TNFAIP2表达水平与ccRCC的临床病理参数之间的相关性。用Kaplan-Meier曲线分析TNFAIP2表达水平与ccRCC患者预后之间的相关性。用TNFAIP2表达的受试者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评估TNFAIP2对ccRCC的诊断效能,并计算曲线下面积(area under curve,AUC)。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 TNFAIP2在ccRCC中的表达TIMER2.0数据库分析结果显示,TNFAIP2在ccRCC组织中异常高表达(P<0.001),见图 1。ONCOMINE数据库分析结果显示,ccRCC TNFAIP2表达转录水平与正常组织比较有统计学差异[10-11]。TCGA、UALCAN、TIMER2.0数据库分析结果显示,TNFAIP2在ccRCC中高表达,并与肿瘤的分期、分级、淋巴结转移、免疫细胞Th1和Treg丰度密切相关,差异有统计学意义(P<0.001),见图 2~3。KEGG通路的富集分析结果显示,ccRCC参与包括TNF信号通路在内的TOP20通路,见图 4。
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*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001. 图 1 TNFAIP2在泛癌中的表达情况 Fig.1 TNFAIP2 expression in pan-cancer |
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A, expression of TNFAIP2 in KIRC based on sample types; B, expression of TNFAIP2 in KIRC based on individual cancer stages; C, expression of TNFAIP2 in KIRC based on tumor grade; D, expression of TNFAIP2 in KIRC based on nodal metastasis status. ***P<0.001. 图 2 TNFAIP2在ccRCC中的表达情况及其与分期、分级、淋巴转移的关系 Fig.2 The expression of TNFAIP2 in ccRCC and its relationship with staging, grade, and lymphatic metastasis |
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图 3 肾癌中TNFAIP2的表达与免疫Th1细胞、Treg细胞的相关性 Fig.3 Correlation between the expression of TNFAIP2 and immune Th1 cells and Treg cells in renal cell carcinoma |
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图 4 ccRCC差异免疫基因KEGG富集途径分析 Fig.4 KEGG enrichment pathway analysis of differential immune genes in ccRCC |
2.2 TNFAIP2与ccRCC患者预后的关系
Kaplan-Meier曲线分析表明TNFAIP2表达水平与患者的预后显著相关,TNFAIP2 mRNA高表达提示ccCRCC患者病情恶化及总生存期缩短(P<0.001);通过ROC曲线评估TNFAIP2 mRNA表达对ccRCC的诊断效能,结果显示,AUC=0.814,95%CI:0.796~ 0.887(P<0.001),见图 5。
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A, survival curve; B, ROC curve. 图 5 TNFAIP2与ccRCC患者预后的关系 Fig.5 Relationship between TNFAIP2 and prognosis of ccRCC patients |
2.3 TNFAIP2在肾癌细胞系和肾癌组织中的表达水平
Western blotting结果显示,与人肾脏正常细胞系HK-2比较,肾癌786-O、ACHN细胞中TNFAIP2蛋白表达水平均明显升高,见图 6。实时PCR检测结果显示,肾癌组织中TNFAIP2 mRNA的表达量明显高于对应的癌旁正常组织,差异有统计学意义(P<0.001),见图 7。
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图 6 TNFAIP2在肾癌细胞系中的表达情况 Fig.6 The expression of TNFAIP2 in renal cancer cell lines |
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图 7 TNFAIP2 mRNA在肾癌组织和正常肾组织中的表达 Fig.7 The expression of TNFAIP2 mRNA in kidney cancer tissues and normal kidney tissues |
3 讨论
ccCRCC被认为是免疫浸润性肿瘤,免疫治疗具有革命性的前景[12]。但肿瘤微环境的异质性促进了治疗抵抗,从而导致ccCRCC预后不良[13]。TNFAIPs包括TNFAIP1~TNFAIP8,均为促凋亡蛋白[14],其中TNFAIP2最初被认为是人类内皮细胞中的一种新的肿瘤坏死因子α诱导基因,可能通过诱导TNFAIP2 mRNA表达,在细胞凋亡中发挥作用[15]。王斌等[16]研究发现,下调TNFAIP2可通过激活Wnt/β-catenin信号通路,抑制食管鳞状细胞癌的增殖和转移。但是TNFAIP2在ccRCC中的作用却鲜为人知,因此,本研究基于公共数据库分析TNFAIP2在ccCRCC中的表达情况及其与临床病理特征的相关性,并通过体外实验进行验证。
本研究中,利用公共数据库TIMER2.0、TCGA、ONCOMINE和UALCAN进行生物信息分析,发现TNFAIP2在ccRCC组织中异常高表达,且与肿瘤的分期、分级、淋巴结转移相关(P<0.001),而TNFAIP2高表达亦能提示病情恶化及总生存期缩短,与其他研究[17]结果一致。
对人肾脏正常细胞系HK-2、肾癌细胞系786-O、ACHN中TNFAIP2表达水平的进一步研究发现,肾癌细胞中TNFAIP2蛋白表达水平显著增高,TNFAIP2 mRNA在ccCRCC组织中的表达量显著高于癌旁正常肾脏组织。提示TNFAIP2可能参与了肾癌的发生发展过程。虽然化疗、免疫治疗及靶向治疗是转移性和进展性肾癌重要的治疗手段,而ccRCC对化疗却具有高度耐药性[18-19]。文献[20]报道,TNFAIP2高表达可诱导上皮-间质转化,并导致尿路上皮癌细胞对化疗药物产生耐药。本研究发现TNFAIP2表达与免疫细胞Th1和Treg丰度呈正相关,这为今后肾癌的免疫治疗和化疗提供了新的思路,未来有待进一步研究探讨。
综上所述,TNFAIP2在ccCRCC中的高表达与患者的预后有关,因此,TNFAIP2有可能成为ccRCC早期诊断和预后评价的生物标志物之一,可能为肾癌的靶向治疗提供新的方向和策略。
[1] |
SIEGEL RL, MILLER KD, JEMAL A. Cancer statistics, 2020[J]. CA Cancer J Clin, 2020, 70(1): 7-30. DOI:10.3322/caac.21590 |
[2] |
ZIMPFER A, GLASS Ä, ZETTL H, et al. Renal cell carcinoma diagnosis and prognosis within the context of the WHO classification 2016[J]. Urologe A, 2019, 58(9): 1057-1065. DOI:10.1007/s00120-019-0952-z |
[3] |
SPADACCINO F, GIGANTE M, NETTI GS, et al. The ambivalent role of miRNAs in carcinogenesis: involvement in renal cell carcinoma and their clinical applications[J]. Pharmaceuticals (Basel), 2021, 14(4): 322. DOI:10.3390/ph14040322 |
[4] |
ROMEO A, GARCIA MARCHIÑENA P, JURADO AM, et al. Renal fossa recurrence after radical nephrectomy: current management, and oncological outcomes[J]. Urol Oncol, 2020, 38(2): 42.e7-42.42.e12. DOI:10.1016/j.urolonc.2019.10.004 |
[5] |
GO H, KANG MJ, KIM PJ, et al. Development of response classifier for vascular endothelial growth factor receptor (VEGFR)-tyrosine kinase inhibitor (TKI) in metastatic renal cell carcinoma[J]. Pathol Oncol Res, 2019, 25(1): 51-58. DOI:10.1007/s12253-017-0323-2 |
[6] |
LAHA D, GRANT R, MISHRA P, et al. The role of tumor necrosis factor in manipulating the immunological response of tumor microenvironment[J]. Front Immunol, 2021, 12: 656908. DOI:10.3389/fimmu.2021.656908 |
[7] |
CARTER KP, HANNA S, GENNA A, et al. Macrophages enhance 3D invasion in a breast cancer cell line by induction of tumor cell tunneling nanotubes[J]. Cancer Rep (Hoboken), 2019, 2(6): e1213. DOI:10.1002/cnr2.1213 |
[8] |
LI TW, FU JX, ZENG ZX, et al. TIMER2.0 for analysis of tumor-infiltrating immune cells[J]. Nucleic Acids Res, 2020, 48(W1): W509-W514. DOI:10.1093/nar/gkaa407 |
[9] |
LI JN, SONG YF, YU BQ, et al. TNFAIP2 promotes non-small cell lung cancer cells and targeted by miR-145-5p[J]. DNA Cell Biol, 2020, 39(7): 1256-1263. DOI:10.1089/dna.2020.5415 |
[10] |
HIGGINS JPT, SHINGHAL R, GILL H, et al. Gene expression patterns in renal cell carcinoma assessed by complementary DNA microarray[J]. Am J Pathol, 2003, 162(3): 925-932. DOI:10.1016/S0002-9440(10)63887-4 |
[11] |
YUSENKO MV, KUIPER RP, BOETHE T, et al. High-resolution DNA copy number and gene expression analyses distinguish chromophobe renal cell carcinomas and renal oncocytomas[J]. BMC Cancer, 2009, 9: 152. DOI:10.1186/1471-2407-9-152 |
[12] |
MONTEMAGNO C, HAGEGE A, BORCHIELLINI D, et al. Soluble forms of PD-L1 and PD-1 as prognostic and predictive markers of sunitinib efficacy in patients with metastatic clear cell renal cell carcinoma[J]. Oncoimmunology, 2020, 9(1): 1846901. DOI:10.1080/2162402X.2020.1846901 |
[13] |
HEIDEGGER I, PIRCHER A, PICHLER R. Targeting the tumor microenvironment in renal cell cancer biology and therapy[J]. Front Oncol, 2019, 9: 490. DOI:10.3389/fonc.2019.00490 |
[14] |
OOPPACHAI C, LIMTRAKUL DEJKRIENGKRAIKUL P, YODKEEREE S. Dicentrine potentiates TNF-α-induced apoptosis and suppresses invasion of A549 lung adenocarcinoma cells via modulation of NF-κB and AP-1 activation[J]. Molecules, 2019, 24(22): 4100. DOI:10.3390/molecules24224100 |
[15] |
AINIWAER Z, MAISAIDI R, LIU J, et al. Genetic polymorphisms of PGF and TNFAIP2 genes related to cervical cancer risk among Uygur females from China[J]. BMC Med Genet, 2020, 21(1): 212. DOI:10.1186/s12881-020-01144-5 |
[16] |
XIE YB, WANG B. Downregulation of TNFAIP2 suppresses proliferation and metastasis in esophageal squamous cell carcinoma through activation of the Wnt/β-catenin signaling pathway[J]. Oncol Rep, 2017, 37(5): 2920-2928. DOI:10.3892/or.2017.5557 |
[17] |
GUO F, XU Q, LV Z, et al. Correlation between TNFAIP2 gene polymorphism and prediction/prognosis for gastric cancer and its effect on TNFAIP2 protein expression[J]. Front Oncol, 2020, 10: 1127. DOI:10.3389/fonc.2020.01127 |
[18] |
WANG Y, WANG YY, QIN ZY, et al. The role of non-coding RNAs in ABC transporters regulation and their clinical implications of multidrug resistance in cancer[J]. Expert Opin Drug Metab Toxicol, 2021, 17(3): 291-306. DOI:10.1080/17425255.2021.1887139 |
[19] |
AMBROSETTI D, COUTTS M, PAOLI C, et al. Cancer-associated fibroblasts in renal cell carcinoma: implication in prognosis and resistance to anti-angiogenic therapy[J]. BJU Int, 2022, 129(1): 80-92. DOI:10.1111/bju.15506 |
[20] |
NIWA NY, TANAKA N, HONGO H, et al. TNFAIP2 expression induces epithelial-to-mesenchymal transition and confers platinum resistance in urothelial cancer cells[J]. Lab Invest, 2019, 99(11): 1702-1713. DOI:10.1038/s41374-019-0285-y |