题目：高表达的GCN1与肝细胞癌患者的癌症进展和不良预后相关

英文名：Highly expressed GCN1 is associated with cancer progression and poor prognosis in hepatocellular carcinoma patients

杂志：Cancer Cell International

影响因子：5.3

发表时间：2025年3月20日

研究背景：肝细胞癌（HCC）是恶性程度高、死亡率高的常见肿瘤，目前缺乏有效的预后分子标志物和治疗靶点。GCN1作为核糖体结合蛋白，已被证实参与多种癌症的发生发展，但其在HCC中的作用尚未明确。

研究思路：通过TIMER、TCGA、HPA等数据库分析GCN1在HCC中的表达水平及与临床病理特征的关联。生物信息学分析探讨了GCN1表达与免疫浸润、信号通路的关系。通过体外细胞实验（敲低GCN1）研究其对HCC细胞增殖、迁移、侵袭的影响及潜在机制（Wnt信号通路）。

研究结果：

1、GCN1在肝细胞癌中表达上调

利用TIMER数据库研究了GCN1在泛癌症中的表达情况。如图1A所示，GCN1在大多数癌症中的表达水平显著升高，包括膀胱尿路上皮癌、胆管癌、结肠腺癌、食管癌和HCC。对来自HCCDBV2数据库的各种HCC队列的GCN1mRNA水平的分析再次证实了GCN1在HCC中的上调（图1B）。此外，对来自TCGA和Xena数据集的非配对样本（图1C、D）和配对样本（图1E）的分析均表明GCN1在HCC中的mRNA水平升高。从人类蛋白质图谱（HPA）数据库中获得的GCN1免疫组化染色结果显示，HCC中的染色强度更高，进一步证明了GCN1在HCC中的表达上调（图1F）。上述结果表明，GCN1在HCC中表达上调。

图1

2、GCN1表达与HCC患者临床病理特征的关系

病理T期和N期较高、病理分期较高、组织学分级较高、“有肿瘤”状态、血管侵犯、体重指数≤25、甲胎蛋白水平较高和OS不良的HCC患者的GCN1表达水平也较高（图2A-I）。此外，TCGA-LIHC数据集的逻辑回归分析表明，GCN1表达水平与病理T分期、病理分期、肿瘤状态和组织学分级显著相关。

图2

3、GCN1在HCC中表达的预后和诊断价值

采用Kaplan-Meier生存曲线探讨GCN1表达与HCC患者预后的关系。结果显示，GCN1的高表达与HCC患者较短的总生存期（OS）、疾病特异性生存期（DSS）和无进展间期（PFI）相关（图3A-C）。结果显示，在亚裔、体重指数≤25、男性、病理N分期为N0、病理M分期为M0、残留肿瘤为R0和组织学分级为G3≤G4的亚组中，GCN1的高表达与OS差密切相关（图3D-J）。此外，多变量考克斯回归分析还显示，GCN1的高表达与HCC患者的不良预后相关（图3K），这表明GCN1的表达是HCC患者的一个独立的不利预后生物标志物。

图3

通过接收者操作曲线（ROC）探讨了GCN1在HCC中的诊断价值，结果显示GCN1对HCC具有良好的诊断价值（AUC=0.921）（图4A）。此外，GCN1表达对1年、3年和5年OS的曲线下面积（AUC）分别为0.739、0.644和0.552，表明GCN1对HCC患者的1年和3年生存率具有良好的预测价值（图4B）。此外，还将GCN1表达与一些关键的临床特征相结合，绘制了一个提名图，该图在预测HCC患者的1年、3年和5年生存率方面具有很高的价值（图4C-D）。

图4

4、GCN1DNA甲基化水平对HCC患者的预后意义

利用MethSurv数据库全面分析了GCN1各甲基化位点的甲基化状态及其与HCC患者预后的相关性。结果显示，GCN1中共有7个CpG甲基化位点（图5a），其中2个被鉴定为预后不利的甲基化位点（cg10801419；cg01199721），2个被鉴定为预后有利的甲基化位点（cg18214436；cg14667104）（图5B-E）。

图5

5、HCC中GCN1表达与免疫细胞浸润的相关性

利用斯皮尔曼相关性分析了GCN1表达水平与ssGSEA评分所测量的HCC免疫细胞浸润水平之间的相关性。结果显示，Th2细胞、T辅助细胞、Tcm、Tem和NKCD56bright细胞的浸润水平与GCN1表达呈正相关，而DC细胞、Th17细胞、细胞毒性细胞、pDCs、CD8+T细胞等的浸润水平与GCN1表达呈负相关（图6A）。进一步分析发现，Th2细胞的浸润水平与GCN1的表达呈显著正相关（图6B），而DC细胞的浸润水平与GCN1的表达呈显著负相关（图6C）。结果显示，GCN1高表达组的Th2细胞浸润水平明显高于GCN1低表达组（图6D），而GCN1高表达组的DC细胞浸润水平明显低于GCN1低表达组（图6E）。此外，还评估了24种不同肿瘤浸润免疫细胞亚群比例之间的相关性，并用热图显示（图6F）。上述结果表明，GCN1的过表达与HCC的免疫抑制环境有关。

图6

6、GCN1敲低抑制HCC细胞的增殖、迁移和侵袭

为了研究GCN1在HCC中的作用，在GCN1高表达的细胞株Hep3B和SNU398中转染质粒敲除GCN1。Western印迹证实了GCN1在Hep3B和SNU398细胞中的下调（图7A）。CCK-8检测用于评估GCN1对HCC细胞增殖的作用，结果显示GCN1敲除抑制了Hep3B和SNU398细胞的增殖（图7B），EdU检测也证实了这一点（图7C和E）。此外，还进行了Transwell实验来评估GCN1对HCC迁移和侵袭的影响，结果显示GCN1敲除抑制了Hep3B和SNU398的迁移和侵袭能力（图7D和F）。还进行了定量反转录聚合酶链反应（qRT-PCR），以测定与细胞迁移和侵袭相关的几种标记物的mRNA水平。结果表明，敲除GCN1能显著下调MMP2和Vimentin的mRNA水平，同时上调TIMP1和E-cadherin的mRNA水平。

图7

7、GCN1在HCC中的机制

GSEA显示，GCN1影响着与癌症密切相关的通路，如细胞周期、DNA复制、TGF-β信号通路、Wnt信号通路、错配修复和癌症通路（图8A-F）。随后，利用Western blot检测了Hep3B和SNU398细胞中细胞周期蛋白B1（CCNB1）、细胞周期蛋白D1（CCND1）以及Wnt信号通路相关蛋白Wnt3A和β-catenin的蛋白水平。结果表明，敲除GCN1可显著下调CCNB1、CCND1、Wnt3A和β-catenin的表达（图8G），这初步表明敲除GCN1可通过Wnt/β-Catenin通路抑制HCC细胞的增殖、迁移和侵袭。

图8

总结：本研究发现GCN1在HCC中高表达，与肿瘤进展、不良预后及免疫抑制微环境相关。敲低GCN1可通过抑制Wnt信号通路抑制HCC细胞恶性行为，提示GCN1可能成为HCC的预后标志物和治疗靶点。