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

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。