RAD51AP1在上皮性卵巢癌中的异常表达与肿瘤预后的关系

陈晓娟，刘朝霞

（1.江西省鹰潭市妇幼保健院，江西 鹰潭 335000；2.南昌大学第二附属医院，江西 南昌 330000）

0 引言

卵巢癌是女性生殖系统的恶性肿瘤，它的死亡率在妇科恶性肿瘤中排名第一。卵巢位于盆腔深处，早期通常无症状，这使得卵巢早期诊断较难，且易发生转移和复发，导致卵巢癌的死亡率高[1-2]。目前的治疗手段为卵巢癌带来的效果仅仅是减轻肿瘤负担，不能显著提高卵巢癌患者的长期生存率。其根本原因在于卵巢癌的发病机制还不能够完全明了[3-4]。卵巢癌的诊断和治疗仍然成为临床上的棘手问题，主要原因是缺乏特异、敏感的卵巢癌筛查方法。找寻卵巢癌特异基因和新的治疗方向对卵巢癌的预后是有很大帮助的。

近年来发现，同源重组修复基因在肿瘤的发病机制上中扮演着重要角色。研究DNA损伤修复基因，并有针对性地联合DNA损伤修复基因抑制剂和化疗药物，已逐渐成为包括卵巢癌在内的肿瘤研究新热点[6]。RAD51AP1是同源重组修复基因，与多种恶性肿瘤的发生发展如三阴性乳腺癌（TNBC），肝细胞癌（HCC），食道癌（EC），肾细胞癌，乳头状甲状腺癌，宫颈癌，转移性黑色素瘤等有关[7-9]。但在卵巢癌的研究中缺乏系统评价，本文将从生物信息学角度研究RAD51AP1与卵巢癌的关系。

1 数据与方法

1.1 基因芯片数据。为GEO基因表达谱，它可以反映基因活动信息用于反应基因的调控机制及在不同表型和条件下基因的表达如何受影响等。它作为高通量实验数据贮存库，检测mRNA、基因组DNA、蛋白质丰度和非阵列的表达水平技术。研究数据集的纳入标准：①采用人类基因组表达谱芯片信息及人类基因组U133A阵列，②样品组织有卵巢癌及非卵巢癌组织。③在基因表达谱数据库中提取数据集。

1.2 肿瘤基因组数据。为TCGA数据库，通过系统分析，可以查找所有癌症相关的微效基因改变，从而了解基因的发生发展机制，以此作为基础来指导肿瘤诊断和治疗。

1.3 Kaplan-meier plotter数据库。该数据库包含卵巢癌在内的四中肿瘤信息，收集大量含有芯片的病例，可以用在生存预后分析中。

1.4 方法

1.4.1 基因表达谱数据预处理：基因芯片预处理包括质量控制、数据标准化、数据汇总。我们统一使用RAM算法对基因进行预先处理，通过预处理才能将探针水平的数据信息转化成基因的表达数据信息，用于后续的meta分析。通过数据预处理提取基因芯片平台中四种芯片共享的探针组ID,对符合标准的数据集的GEL文件内容进行预处理。

1.4.2 基因表达差异：通常指某个基因在两个条件下表达水平的检验值，达到一定差异，同时具有生物学意义。本次研究运用R语言环境下R软件，将肿瘤当中的非癌组织样本当做对照组，癌组织作为实验组，对基因表达谱做Meta分析，并通过zscore值筛选出差异基因。

1.4.3 基因表达程度和病患临床病理特点间的联系：利用SPSS 22.0将已获得的TCGA数据进行分类、量化及统计分析。卵巢癌病患的表型及临床病理信息从肿瘤基因数据库获得。通过χ2检验进行统计分析。该研究利用平均值作为卡梅尔曲线分析的临界值，画生存曲线。和采用Log-rank检验两组间生存率及基因表达是否存在显著性差异。

2 结果

2.1 RAD51AP1在卵巢癌中过表达。符合条件的研究对象有7个，GEO编号分别为GSE6008，GSE18520，GSE26712，GSE27651，GSE29450，GSE36668，GSE52037的表达谱数据集，总共包括450个样本（396个病例和54个对照）。从数据集筛查到RAD51AP1所对应探针（204146-at），在7个研究中与对照组比较均显著上调（P＜0.01），具体数据见表1。

我们用相同的手段对7个卵巢癌数据集的资料进行分析得到的13，294个基因的表达矩阵，并且显示了基因表达谱数据库中Meta分析的Zscore值频数分布。RAD51AP1所对应探针（204146-at）与对照组织相比，表达量显著上调（Zscore=10.226，P=1.51E-24），见图1。

同时通过计算效应尺度加权均数差及其95%CI绘制出meta分析的森林图证实RAD51AP1在多个研究中高表达稳定，无异质性（SMD=1.51，95%CI=1.00-2.03，P=0.08），从图2中可以看出与癌旁组织相比，癌组织中RAD51AP1是稳定高表达。

表1 RAD51AP1所对应探针（204146-at）在7个卵巢癌数据集中表达情况

图1 Zscore值频数分布RAD51AP1所对应Zscore为10.226

图2 RAD51AP1在癌组织和癌旁组织表达差异的森林图

为了验证以上结果，通过TCGA选取426例卵巢癌卵巢临床样本并且通过GTEx下载88例正常卵巢样本，进行表达差异分析，RAD51AP1在卵巢癌组织中确实上调。

2.2 RAD51AP1与卵巢癌临床病理因素及预后的关系。从肿瘤基因数据库获取卵巢癌患者相关的临床病理特征信息及表达值信息，并对年龄、肿瘤组织学分级、肿瘤TNM分期进行归纳整理，详情见表2。

RAD51AP1高表达与患者的年龄、肿瘤TNM分期、肿瘤组织学分级都无关（P＞0.05），然而基于GEO数据集中患者的生存和预后信息的生存分析（图3），RAD51AP1高表达确实与卵巢癌生存预后相关（P＜0.01），高水平的RAD51AP1的患者生存能力差；且高水平的RAD51AP1的患者无病生存期也缩短，提示RAD51AP1与不良的生存预后显著相关。以上结果提示，RAD51AP1很可能作为肿瘤不良生存预后的预测因子，在卵巢癌的发生过程中可能具有重要作用，RAD51AP1与不良的生存预后显著相关可能作为卵巢癌发生过程中潜在的治疗靶点。

表2 RAD51AP1表达情况临床病理特征的相关性

图3 生存分析

3 讨论

RAD51AP1基因位于人类第十五号染色体，该基因编码的酶是RAD51蛋白质家族的成员，它参与DNA的同源重组和修复[10-11]。RAD51AP1 在人体多种组织器官中表达，尤其在睾丸，胸腺，结肠和小肠中更是大量表达[12-13]。RAD51AP1能够连接同源重组酶RAD51和DMC1，在哺乳动物体内的有丝分裂和减数分裂中的同源重组起到至关重要的作用[14]。同源重组（homologous recombination，HR）在细胞遭受损伤时启动，在损伤修复中占重要地位，同源重组修复遵循着模板进行修复，对保持基因稳定很重要，如果修复出现缺陷，将可能导致基因突变，甚至能造成肿瘤的发生。HR修复的机制非常复杂，和很多蛋白有关，包括RAD51、RAD52、RAD54、BRCA1、BRCA2、MRN复合物等[15]。

本文通过生物信息学分析，利用基因表达谱数据库和肿瘤基因数据库获得7个相关的数据集，发现RAD51AP1在卵巢癌组织中过表达，临床样本的基因差异性分析同样证明其在卵巢癌中过表达，并且分析了这种过表达带来的意义，虽然其与患者的临床病理特征关系不甚密切，但它与患者的生存预后有关联，过表达的患者生存预后能力差，无病生存期缩短，提示其与肿瘤不良预后有关，这也展示了RAD51AP1在卵巢癌研究中发挥的作用，为今后卵巢癌的研究提供新的方向。

自从发现RAD51AP1以来，我们在更好地了解其生化和细胞生物学特性方面取得了重大进展。但RAD51AP1与卵巢癌发生和发展之间的联系仍然知之甚少，本文从生物信息学的角度来阐述RD51AP1与卵巢癌之间的关系，为以后从细胞学及分子机制入手进一步深入发掘其与卵巢癌之间的确切联系奠定了理论基础。