子宫内膜癌(EC)是最常见的妇科恶性肿瘤，也是全球第六大最常见的肿瘤，2020年有41.7万新增病例和9.7万死亡病例。在疾病早期，患者的5年生存率超过95%，而晚期患者的存活率在20%到40%之间。虽然手术、化疗、放疗可用于子宫内膜癌患者的治疗，但仍缺乏有效的治疗靶点。因此，子宫内膜癌患者需要新的诊断和预后生物标志物，以便建立新的治疗策略。
XKlP2靶蛋白(TPX2)在人类细胞有丝分裂过程中参与纺锤体的形成，位于染色体20q11.1。虽然TPX2在有丝分裂过程中与纺锤体极密切相关，但在胞质分裂完成后消失。与其他调控有丝分裂的蛋白相似，TPX2在多种癌症中过表达，通常与不良预后相关。研究表明，TPX2蛋白表达的增加可以提高结直肠癌和宫颈癌的增殖、侵袭和迁移能力；TPX2的表达下调可通过PI3K/AKT/mTOR通路抑制肝细胞癌的增殖、侵袭和迁移能力。然而，关于TPX2在子宫内膜癌发展中的确切作用，目前尚缺乏研究。
研究路线
研究内容
1、Hub基因的筛选
图1展示了本研究的工作流程。GSE63678数据集包含70个上调基因和50个下调基因, GSE17025数据集包含580个上调基因和350个下调基因。在TCGA子宫内膜癌(UCEC)数据集中，作者鉴定了1087个上调基因和411个下调基因。三个数据集有24个共同差异表达的基因。
为了确定HK2在人类小细胞肺癌组织中的表达水平，作者对小细胞肺癌组织及对应癌旁组织进行了免疫组化分析，并对其进行了H&E染色。结果显示，肿瘤组织中HK2的表达水平明显高于癌旁组织。Kaplan-Meier生存分析显示，HK2的高表达水平与小细胞肺癌患者较差的总生存期相关。这些结果提示，HK2在小细胞肺癌中高表达，是小细胞肺癌患者预后不良的生物标志物。
2、子宫内膜癌患者Hub差异基因的鉴定
单因素回归分析显示，16个候选的差异基因为子宫内膜癌的相关风险基因。多因素回归分析表明，TPX2(HR:1.035;95% CI:1.025-1.045;p=6.07E−13)和TSPYL5(HR: 1.034;95% CI:1.007-1.061;p=0.013)是子宫内膜癌发病的独立危险因素。Oncomine共表达分析显示，这两个hub基因的表达模式与作者的最初分析一致。生存分析表明，只有TPX2的过表达才能对子宫内膜癌患者的预后有影响。western blotting结果显示，子宫内膜癌组织中TPX2表达水平明显高于正常子宫内膜组织(0.893±0.102vs0.438±0.062,p<0.001)。这些结果与mRNA数据一致。此外，IHC显示，TPX2主要定位于细胞质和细胞核。与癌旁组织相比，胞核内TPX2表达水平明显升高。
3、TPX2的表达与临床病理特征的相关性
接下来，作者利用TCGA-EC mRNA表达数据对TPX2表达和临床病理特征进行了差异表达分析和生存分析。这些参数包括：年龄、肿瘤分级、FIGO分期、组织学类型和生存状况。虽然TPX2在G3级(mean±SEM:33.780±1.084vs15.490±0.799), III-IV期(33.290±.787vs23.690±0.862)和浆液性(40.970±1.769vs21.870±0.815)子宫内膜癌患者中的mRNA表达水平均高于对照组(p<0.001),但只有在III-IV期的晚期子宫内膜癌患者中，TPX2的mRNA表达增加才对总生存期有影响。
4、子宫内膜癌患者TPX2的CNV分析
作者在全基因组上进行CNV mapping发现，与正常子宫内膜相比，子宫内膜癌的TPX2片段扩增明显，与TPX2的mRNA表达数据一致。此外，在子宫内膜癌组织中，TPX2的拷贝数扩增也与不良预后有关，特别是FIGO分期。
5、GSEA分析获取与TPX2相关的信号通路
对TPX2高、低表达组进行GSEA分析，研究TPX2在子宫内膜癌中的潜在功能。FDR<0.25和p<0.05的富集基因集被认为具有统计学意义。分析表明，TPX2高表达组中富集的前3个表型为：细胞周期、卵母细胞减数分裂和剪接体；TPX2低表达组中富集的通路为：α-亚麻酸代谢、补体和凝血系统级联和亚油酸代谢。
6、总生存期的预测与评价
为了进一步评估TPX2是否可以作为一个预后因素，作者对TPX2高表达、低表达的子宫内膜癌患者进行了单因素和多因素Cox回归分析。除TPX2外，作者还检测了其他协变量的影响，如年龄、肿瘤分级、FIGO分期和组织学类型。多因素Cox回归分析显示，TPX2 (HR:1.033;95% CI:1.023-1.043,p<0.001)，年龄(HR:2.114;95% CI:1.211-3.689;p<0.01)，FIGO分期(HR: 2.706;95% CI:1.726-4.240;P<0.001)是独立危险因素，具有较好的预后价值。随后，作者用TPX2、年龄和FIGO分期构建了预测子宫内膜癌患者1年、3年和5年总生存的nomogram模型。训练组、验证组、联合组的c指数分别为：0.838 (95% CI: 0.763-0.897)、0.779 (95% CI: 0.702-0.856)、0.803(95% CI: 0.753-0.856)。训练组、验证组、联合组对应的1、3、5年总生存的AUC分别为0.693、0.776、0.686；0.650、0.676、0.750；0.670、0.709、0.741。尽管TPX2可以单独增加子宫内膜癌患者1、3、5年总生存的净收益，但相对于只包括：TPX2、年龄、FIGO分期的nomogram模型，联合模型的1、3、5年总生存期表现出更好的净收益(特别是5年总生存的净收益)。
研究结论
作者为子宫内膜癌的发病分子机制提供了新的见解，TPX2的过表达与子宫内膜癌患者的不良预后显著相关。在子宫内膜癌的发生发展过程中，TPX2基因CNV的改变可能是其过表达的潜在机制。TPX2可以作为预测子宫内膜癌患者总生存期的预后生物标志物，有助于促进子宫内膜癌的新型基因靶向治疗的发展。
参考文献
Wang J, Zheng H, He H, et al. TPX2 Serves as a Cancer Susceptibility Gene and Is Closely Associated with the Poor Prognosis of Endometrial Cancer[J]. Genetics Research, 2022, 2022.
