深度挖掘肝细胞癌中遗传变异对可选择性多聚腺苷酸化的影响

作者：武肖红; 余展晖; 牛晓辉; 杨彦波^*; 龚静^*

来源：华中科技大学学报(医学版), 2022, 51(06): 741-751.

• 肝细胞癌
• 可选择性多聚腺苷酸化
• 遗传变异
• RNA结合蛋白

目的 通过整合组学和临床信息，深度挖掘肝细胞癌中重要的可选择性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation, APA)数量性状基因位点(alternative polyadenylation quantitative trait locus, apaQTL),并研究这些重要位点相关的下游靶基因及上游RNA结合蛋白(RNA-binding protein, RBP)。方法 从SNP2APA数据库下载泛癌顺式和反式apaQTL数据，用R语言分析肝细胞癌apaQTL的分布特征。根据位置提取apaQTL上下游50 bp范围内的序列，使用STREME进行特征基序富集，进一步结合肝细胞癌临床信息，筛选改变基序和临床预后相关的apaQTL。利用Tomtom挖掘潜在调控APA的上游RBP,并通过ENCODE以及TCGA预后数据分别验证RBP在APA调控和肝细胞癌发生发展中的重要性。将apaQTL和表达数量性状位点(expression quantitative trait locus, eQTL)进行共定位，并结合差异表达和预后分析，筛选影响表达和预后的apaQTL和下游靶基因。结果 通过对肝细胞癌apaQTL进行特征分析，发现肝细胞癌顺式apaQTL在其他癌症中广泛出现，而反式apaQTL在肝细胞癌中具有特异性。通过对apaQTL进行基序分析，筛选出20个可以改变多聚腺苷酸化基序的apaQTL。其中rs16742可以生成新的多聚腺苷酸化基序，从而导致赖氨酰-tRNA合成酶(leucyl-tRNA synthetase, LARS)基因的转录本增长。进一步分析表明，rs16742与肝细胞癌的预后相关。通过预测新的apaQTL基序和上游靶基因，并结合外部数据验证，发现RBP聚(RC)结合蛋白2[poly(RC)binding protein 2,PCBP2]参与肝细胞癌APA事件的调控，并与预后相关。进一步分析表明，预后显著的apaQTL rs115865883和rs150628203可能影响PCBP2与转录本的结合。通过apaQTL和eQTL共定位分析，筛选出30个潜在的影响表达和肝细胞癌发生发展的apaQTL和下游靶基因。结论 研究发现了一系列功能性肝细胞癌apaQTL及下游靶基因，基于apaQTL相关分析，发现RBP PCBP2可调控肝细胞癌的APA事件及预后。

• 单位
  华中农业大学