A novel mitochondrial amidoxime reducing component 2 is a favorable indicator of cancer and suppresses the progression of hepatocellular carcinoma by regulating the expression of p27

新型線粒體酰胺肟還原成分 2 是癌癥的有利指標，通過調節 p27 的表達來抑制肝細胞癌的進展

發表期刊   Oncogene

影響因子  IF=7.971

中科院雜志分區  1 區

通訊作者所在單位   哈爾濱醫科大學附屬第一醫院

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文章展示

肝細胞癌（HCC) 是美國癌癥相關死亡率的第五大原因，肝癌的主要危險因素是乙型肝炎、丙型肝炎、酒精和代謝綜合征，通過基因組學研究，肝癌被分為具有不同分子和臨床特征的亞群。TP53 突變是肝癌常見的致癌因素之一，它以血管化、侵襲和分化不良的頻率定義了肝癌的亞型，然而這些亞型尚未在治療上得到解決。線粒體氨肟還原組分 2（MARC2）是一種新發現的鉬酶，它與 CYB5R 和 CYB5 共同形成一個 N - 羥基化還原體系，催化氨肟等 nh- 羥基化化合物的還原。一些研究表明，MARC2 在乳腺癌和結腸癌等癌癥組織中被下調，并與結腸癌的發生有關，在此研究中，研究者探討 MARC2 在肝癌進展中的作用。

作者在 GEO 數據庫當中找到三個肝癌相關的數據 GSE3500、GSE6764 和 GSE14520（肝硬化、增生和肝癌）做差異分析。將差異表達的基因分為兩組（上調和下調），并富集到細胞過程中，發現在 HCC 的發展過程中，上調組的細胞過程是不同的，而下調組的變化是一致的，下調組的主要細胞過程參與細胞代謝，如羧酸代謝和有機酸代謝。隨后，在 TCGA 和 GEO 數據庫中篩選和驗證了參與從正常肝到 HCC 的所有過程的差異表達基因，篩選出 9 個基因，其中 MARC2 基因與患者預后有較強的相關性。

分析發現 MARC2 在肝組織中表現出特別高的表達并且在包括 HCC 的不同類型的腫瘤中下調，并在 HCC 患者的 TCGA mRNA 芯片分析發現，與鄰近的非腫瘤組織相比，腫瘤組織中 MARC2 的基因表達顯著降低（并在 GEO 和 ICGC-LIRI 數據庫驗證）。同時，臨床病理特征分析表明，MARC2 的低表達與較大的腫瘤大小、較高的 AFP 水平和較高的腫瘤分級有顯著相關性。隨后，通過 IHC 染色檢測了 87 例 HCC 患者組織芯片隊列中 MARC2 的蛋白表達水平，MARC2 蛋白表達較高的患者與 MARC2 蛋白表達較低的患者相比，預后較好。

CCK8 和菌落形成測定法測量增殖表明，MARC2 過表達抑制 HCC 細胞增殖，而 MARC2 的敲低顯著增加細胞生長，降低了 HCCLM3 和 SK-HEP- 1 細胞的菌落數，體內實驗的結果與體外研究的結果一致。

MARC2 抑制 HCC 進展的機制

研究發現 MARC2 過表達增加了 p27 的積累并降低了 pRB 和 CCND1 的表達水平，流式細胞儀分析表明，MARC2 水平的升高導致細胞周期阻滯于 G1 期，而 MARC2 的敲除促進細胞通過 G1/ S 檢查點。IHC 染色顯示人肝癌組織中 MARC2 和 p27 蛋白表達呈正相關，MARC2 和 p27 共表達的患者預后較好。

差異基因富集發現 MARC2 可以調節 Hippo 信號通路，使用 WB 評估 Hippo 信號傳導途徑的關鍵效應子的蛋白質表達水平，MARC2 與 pLATS1 和 pYAP 的表達正相關。IF 結果表明 MARC2 過表達抑制 YAP 核轉位，而 MARC2 表達降低促進 YAP 核轉位，并通過 qPCR 驗證。結果 表明 MARC2 通過 Hippo 信號通路調節 p27 的表達，進而介導的 HCC 進展。

MARC2 通過 Hippo 信號通路形成反饋環來調節 HNF4A，并且與 HCC 組織中的 HNF4A 密切相關。MARC2 的表達與 HNF4A 的表達負相關，在 MARC2-HCCLM3 細胞中使用 XMU-MP- 1 激活 YAP 減弱了 MARC2 誘導的 HNF4A 表達的上調，而 shMARC2-Huh7 細胞中 YAP 的敲低則相反。

MARC2 與 RNF123 結合可防止 p27 降解，RNF123 與外源性或內源性 MARC2 相互作用，使用針對 RNF123 的抗體免疫沉淀 MARC2-HCCLM3 和 shMARC2-Huh7 細胞系的細胞裂解物驗證。結果顯示 MARC2 的過表達減少了 RNF123 和 p27 之間的相互作用，而 MARC2 的敲低促進了這種相互作用。此外，MARC2 的過表達或敲低并不影響 RNF123 的表達。

與甲基化數據關聯分析

將 Infinium Human Methylation 450 Beadchip 數據和來自 TCGA 的 MARC2 的 mRNA 表達數據組合以評估 MARC2 表達與其 DNA 甲基化的關聯，結果顯示兩者負相關。

總結

這是我們的客戶 8 月份表發在 Oncogene 上的一篇文章，伯豪提供生信分析服務。整篇文章用到的都是常規的分析，并沒有涉及新的或者特別復雜的高級分析，并且直接用的數據庫數據，之所以能發到 7 分 + 的文章，小編認為主要有兩點：一是對 GEO 分析結果進行了多個數據庫的驗證分析；二是做了很全面的驗證實驗并與甲基化芯片結果做了關聯分析。有興趣從數據庫數據著手研究的老師可以參考這篇文獻。

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