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

摘要: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(alternativepolyadenylation,APA)数量性状基因位点(alternativepolyadenylationquantitativetraitlocus,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-bindingprotein,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50bp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(expressionquantitativetraitlocus,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-tRNAsynthetase,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2poly(RC)binding protein2,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apaQTLrs115865883 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 RBPPCBP2可调控肝细胞癌的 APA 事件及预后。

In-depth Mining of the Effect of Genetic Variation on Alternative Polyadenylation in Liver Hepatocellular Carcinoma