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ATP-柠檬酸裂解酶在子宫内膜癌中的表达及其对预后的影响

2025-06-28 71 上传者：管理员

摘要：目的：探讨ATP-柠檬酸裂解酶（ACLY）在子宫内膜癌（UCEC）中的表达和预后影响。方法：选取癌症基因组图谱UCEC(TCGA-UCEC)队列中552例UCEC作为在线数据库的研究对象，选取2016年1月至2023年1月丽水市中医院收治的50例UCEC患者和15例正常子宫内膜为临床研究对象。在TCGA-UCEC队列中分析ACLY在UCEC中的表达水平并用免疫组化方法进行鉴定，并分析ACLY的表达与临床病理特征，使用R语言包进行GO分析，免疫细胞浸润相关性以及预后分析。结果：ACLY在UCEC中的表达水平高于正常子宫内膜组织（P<0.05），且定位在细胞核和细胞质中。ACLY高表达组在T2、T3、T4,N2,II期和IV期的患者比例以及住院时间均显著高于ACLY低表达组（P<0.05）。TCGA-UCEC的多因素Cox回归分析结果显示，TNM分期、治疗结果和ACLY对预后的影响差异有统计学意义（P<0.05）。预后生存分析结果显示，TCGA-UCEC队列中ACLY低表达组的总生存率均高于ACLY高表达组（P<0.001），预后列线图和校准曲线均显示一致性良好[C-index=0.767(0.735～0.798)]。结论：ACLY在UCEC癌组织中表达上调，对预后有一定的参考价值。

关键词：
ATP-柠檬酸裂解酶
乙酰辅酶A
子宫内膜癌
脂质代谢
预后分析
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子宫内膜癌（uterinecorpusendometrialcarcinoma,UCEC）是最常见的妇科恶性肿瘤之一。脂质代谢是癌症的标志性特征。ATP-柠檬酸裂解酶（ATP-citratelyase,ACLY）是一种催化ATP依赖性柠檬酸裂解产生乙酰辅酶A的酶，与异常的葡萄糖和脂质代谢相互关联[1]。初步研究表明，ACLY的高表达与乳腺癌、肝癌、头颈部鳞癌等多个肿瘤的较差预后相关[2-4]。其机制可能涉及脂质代谢的改变，因为ACLY通过催化柠檬酸转化为乙酰辅酶A，后者不仅是脂肪酸合成的重要前体，还参与细胞能量代谢和信号转导等多种生物过程[5]。因此，ACLY作为一个关键调节因子，可能在UCEC的脂质代谢改变中发挥重要作用，并影响肿瘤细胞的增殖、侵袭能力和耐药性。已有研究还发现，ACLY与一些关键的细胞信号通路相互作用，这些通路在UCEC的发生进展中起着核心作用。例如，ACLY可能通过影响PI3K/Akt和MAPK信号通路，调控细胞的增殖和凋亡[6-7]。此外，ACLY与肿瘤微环境中的免疫细胞浸润状态也有一定的关联，这可能进一步影响UCEC的免疫逃逸机制[8]。尽管关于ACLY在UCEC中的系统研究仍较为有限，但现有的研究结果提示，ACLY可能在UCEC的代谢重塑、肿瘤进展及预后评估中扮演重要角色[8]。因此，本研究拟通过结合癌症基因组图谱（thecancergenomeatlas,TCGA）数据库检测ACLY在UCEC中的表达，探究其与患者临床病理特征的相关性及预后影响。

1、资料和方法

1.1一般资料

RNA测序数据来自TCGA-UCEC队列（https://cancergenome.nih.gov/），包括552例UCEC样本。患者的相应临床信息来自加利福尼亚大学圣克鲁兹分校xena数据库（https://xenabrowser.net/datapages/）。收集2016年1月—2023年1月在丽水市中医院行UCEC根治性切除手术治疗的50例UCEC患者，年龄50～75（59.8±10.2）岁。同时选取同一时期的15例正常增生的子宫内膜作为对照组。UCEC和癌旁组织标本取自UCEC住院患者的手术切除组织并经过术后病理证实；正常子宫内膜来自分段诊刮或因良性疾病行子宫全切后刮取的子宫内膜。本研究实验前取得患者知情同意，并经医院伦理委员会审批（2023-0313）。纳入标准：①结合临床表现及术后病理明确诊断为UCEC；②既往未曾罹患肿瘤。排除标准：①合并其他类型肿瘤；②术前已行放疗、化疗或中医治疗。

1.2方法

1.2.1生物信息学数据库分析

使用limmaR语言包分析ACLY在TCGA中UCEC（552例）和正常组织（35例）中的表达差异，|倍数变化|≤1.5，调整后的P＜0.05。以ACLY中位水平为界分为ACLY低表达和ACLY高表达，在本研究中，随访信息均来自TCGA数据库中的相关数据，其中随访时间点选择了患者确诊后的生存时间，具体为自手术日期起计算至患者死亡或最后一次随访的时间。使用Kaplan-Meier生存分析法，通过R语言中的survminer和survival包对ACLY的表达水平与患者的总体生存率进行比较。在gepia2数据库（http://gepia2.cancer-pku.cn）中寻找ACLY的相似基因，使用clusterProfilerR包对ACLY的相似基因进行GO/KEGG富集分析。GSVA包对ACLY进行免疫浸润细胞相关性分析。

1.2.2临床资料收集

收集患者以下临床数据：年龄、BMI、合并症、TNM分期、分化程度、住院时间。UCEC分期按照2009年国际妇产科联盟（InternationalFederationofGynecologyandObstetrics,FIGO）制定的手术病理分期标准[9]。临床标本中不同表达的ACLY在年龄、BMI、合并症、分化程度之间两组差异无统计学意义（均P＞0.05），2组具有可比性。

1.2.3ACLY在UCEC组织中的免疫组化检测

采用免疫组化法检测UCEC，癌旁、正常增生的子宫内膜中ACLY的表达。制备3μm厚连续切片。石蜡切片免疫组织化学染色采用SABC法，SABC免疫组化试剂盒及DAB染色剂购自武汉博士德生物工程有限公司，常规设立阴性对照（采用PBS液代替一抗）。经预试验确定ACLY单克隆抗体（货号：ab40793，1:1000，美国Abcam公司），所有操作均按免疫组化试剂盒说明书进行。所有免疫组化的切片分别由2名病理医师独立进行评分。染色程度指在细胞膜或细胞质上：0分（不着色），1分（浅棕色），2分（棕色），3分（深棕色）。阳性细胞百分比：0分（＜5%），1分（5%～25%），2分（＞25%～50%），3分（＞50%～75%），4分（＞75%）。根据染色强度和阳性细胞百分比乘积作为ACLY表达的免疫组化得分，分为高表达组（6～10分）和低表达组（0～5分）[10]。

1.2.4预后列线图的构建

基于Cox回归分析的结果，利用rms包中的nomogram函数创建预后列线图。该图将每个预测因子的回归系数转换为相应的分值，并直观展示各因素对患者预后的综合评分。使用一致性指数（C-index）和校正曲线评估模型的预测性能。同时，通过验证数据集进行外部验证，确保列线图的稳健性和临床适用性。最终，使用ggplot2等可视化工具对列线图进行美观化处理，以便更好地展示各预测因子对患者预后的影响。

1.3统计学处理方法

采用R4.0.3和SPSS23.0软件进行统计分析。2组间比较使用Student’st检验分析，多组间比较采用单因素方差分析。计数资料以频数和百分数表示，组间比较采用χ2检验。采用Spearman相关分析探讨ACLY与免疫细胞浸润之间的相关性，用KaplanMeier方法对总生存期（overallsurviva,OS）进行单变量生存分析，相关因素的比较采用对数秩检验。对单因素Cox回归分析的所有显著变量进行多因素Cox回归分析。构建列线图，通过预后校准曲线评估列线图在1、3和5年的预测性能。P＜0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1ACLY在UCEC中的表达与预后密切相关

ACLY在UCEC肿瘤组织中的表达水平高于正常子宫内膜组织，ACLY高表达组的OS差于ACLY低表达组，差异均有统计学意义（P＜0.05），见图1。

图1TCGA-UCEC中ACLY的表达及预后

2.2ACLY在UCEC中的表达差异临床病理标本

UCEC组织中ACLY主要定位于细胞质和细胞核中，癌组织中反映ACLY表达水平的免疫组化表达得分高于癌旁组织和正常增生的子宫内膜，差异均有统计学意义（F=31.545，P＜0.001），见图2。

图2ACLY在癌组织、癌旁组织、正常子宫内膜组织中的表达（×400）

2.3UCEC组织中ACLY表达与临床病理特征及预后分析

ACLY高表达组和ACLY低表达组患者在T分期、N分期以及TNM分期上差异均有统计学意义（χ2=8.628、7.444、10.465，均P＜0.05），其中ACLY高表达组T2、T3、T4，N2，II期和IV期的患者比例均显著高于ACLY低表达组，见表1。基于TCGA-UCEC的多因素Cox回归分析结果显示，TNM分期、治疗结果和ACLY表达水平对预后的影响差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。为了更好地个体化预测患者的生存风险，构建了预后列线图模型，结果显示一致性良好[C-index=0.767（0.735～0.798）]，校准曲线也显示整个TCGA-UCEC队列中预测和实际1、3和5年生存率之间的一致性良好（图3）。

2.4ACLY的GO分析和免疫浸润相关性

GO分析结果显示，生物学过程主要集中在mRNA代谢过程、细胞酰胺代谢过程以及mRNA分解代谢过程。细胞定位主要集中在细胞核、线粒体基质、胞质核糖核蛋白颗粒以及核膜中。分子功能主要集中在泛素蛋白转移酶活性。免疫细胞浸润分析结果显示ACLY与T辅助细胞、Tcm和Th2细胞成正相关（r=0.207、0.373、0.283，P＜0.05）。见图4。

表1ACLY与UCEC患者临床病理特征的关系

表2TCGA-UCEC单因素及多因素Cox分析结果

图3预后列线图及校准曲线

图4ACLY的GO分析和免疫浸润相关性分析

3、讨论

代谢紊乱，尤其是脂质代谢异常，被认为是UCEC发生的危险因素之一[11-12]。更深入地了解代谢调控在UCEC的发生，对于开发针对性的新型治疗和预防策略至关重要。因此，本研究通过结合TCGA数据和免疫组化检测，分析ACLY在UCEC中的表达水平以及预后情况。

临床数据和TCGA数据结果均显示ACLY在UCEC中为高表达，免疫组化及GO分析均显示其主要定位在细胞核和细胞质上，与相关报道[13]一致。DAI等[14]研究显示核定位的ACLY增加了组蛋白乙酰化水平，从而导致嘧啶代谢基因的上调。与主要利用外源性脂肪酸的正常细胞相比，癌细胞严重依赖从头脂肪生成，这导致各种类型肿瘤的内源性脂肪酸生物合成增加，是癌症最重要的代谢标志物之一[15-16]。ACLY是从头合成脂肪的起始反应的催化剂，将胞浆内的柠檬酸转变成草酰乙酸和乙酰辅酶A。后者的乙酰基团为下游两条脂质从头合成通路提供原料，介导各种基本的细胞过程，包括膜组成、信号转导、表观遗传调控和治疗反应，所有这些都是肿瘤细胞在细胞存活、增殖和转移中的重要过程[17]。本研究结合GO分析也显示ACLY主要与mRNA代谢过程、细胞酰胺代谢过程、以及mRNA分解代谢过程相关。由此可见，ACLY在介导肿瘤的脂肪合成代谢中起着重要作用[18]，而脂代谢异常在肿瘤的发生发展过程中具有重要作用，可以通过CD36、SLC27、FABPs等细胞因子以及包括脂质在内的营养物质来调节[18]。因此，UCEC细胞的脂质代谢谱显示更高的脂肪生成率和低脂质分解代谢，如ACLY、脂肪酸合酶、胆碱激酶α和24-脱氢胆固醇还原酶均在UCEC中均呈升高趋势[19-20]。

本研究结果显示，ACLY表达与N分期有关，即ACLY高表达更容易发生淋巴结转移，这与既往研究[21]相似。体外实验表明，ACLY表达的上调能促进癌细胞的增殖和存活，并增强肿瘤的侵袭能力，如克隆形成、细胞迁移和侵袭[22]。尤其在UCEC中，ACLY的上调促进了肿瘤细胞增殖和集落形成，并减弱了细胞凋亡[15]。结合TCGA数据分析的预后分析结果显示，ACLY表达与UCEC的OS呈负相关，尽管有关ACLY在UCEC中的预后研究较少，但是在乳腺癌中，ACLY的过表达或异常激活被认为是预后不良的标志物[21]。同样，在肝癌中也发现ACLY与预后不良密切相关，一方面ACLY可以通过p-eIF2α/ATF4/CHOP轴触发内质网应激诱导癌细胞凋亡[23]，另一方面致癌基因可以直接与ACLY的启动子结合，并在转录过程中上调ACLY表达促进癌细胞转移[24]。本研究免疫细胞浸润分析结果显示，ACLY与T辅助细胞、Tcm和Th2细胞成正相关。这一发现提示，ACLY可能在免疫调节过程中发挥重要作用。尽管动物实验结果显示，ACLY可调节小鼠骨髓衍生巨噬细胞中对Th2细胞因子IL-4的转录反应，触发了Akt介导的ACLY丝氨酸磷酸化，增加ACLY酶活性[25]，但是在人巨噬细胞中对该机制持仍未证实[26]。但是ACLY作为一个关键代谢酶，它催化柠檬酸转化为乙酰辅酶A既是能量代谢的重要底物，也是多种生物合成途径的前体[27]。在免疫细胞的功能方面，代谢过程直接影响其增殖、分化和效应功能。T细胞激活后，其代谢状态会发生变化，促进对细胞外营养物质的吸收，以支持快速增殖和持久的免疫应答。ACLY通过提供乙酰辅酶A，可能调节T细胞的代谢重塑，进而增强其增殖能力和效应功能[28]。此外，Tcm细胞在机体导航和长期免疫记忆中至关重要。ACLY促进甲基化和脂肪酸合成，这对于形成记忆T细胞至关重要[29]。因此，ACLY不仅可能影响这些免疫细胞的浸润状态，还可能通过改变它们的代谢路径来优化或削弱其免疫反应，极大地影响了免疫系统的整体表现。

综上所述，ACLY在UCEC癌组织中表达上调，且与N分期有关，对预后有一定的参考价值。本研究局限性在于，由于为单中心研究样本量较小，仍需扩大样本量证实该结论，其次，本研究中结论仍需进一步体内和体外实验证实，最后本研究临床数据仍需延长随访时间，证实ACLY对临床患者预后的指导意义。

文章来源:兰苏平,谢旭敏.ATP-柠檬酸裂解酶在子宫内膜癌中的表达及其对预后的影响[J].温州医科大学学报,2025,55(06):465-471.