香叶基香叶基焦磷酸合成酶在肺鳞状细胞癌中的表达及临床意义

目的·利用生物信息学和免疫组织化学法探究在肺鳞状细胞癌(lung squamous cell carcinoma,LUSC)组织中香叶基香叶基焦磷酸合成酶(geranylgeranyl diphosphate synthase 1,GGPS1)的表达及其临床意义。方法·首先从UCSC Xena平台下载LUSC组织与配对正常组织的转录组数据,使用R语言进行数据标准化和差异表达分析,并利用UALCAN数据库进行验证;采用UALCAN和LinkedOmics数据库分析LUSC患者中GGPS1表达与临床病理特征关系;利用Kaplan-Meier Plotter数据库探究LUSC患者GGPS1表达对预后的影响。应用最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归分析筛选基因相关系数及风险评分。通过列线图和校正曲线评价GGPS1对LUSC的诊断价值。采用STRING、GeneMANIA数据库构建GGPS1蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络。运用R语言挑选与GGPS1相关差异基因,并进行基因本体论(Gene Ontology,GO)和京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析。采用免疫组织化学法检测LUSC患者GGPS1表达情况,并分析其与临床病理特征和预后的相关性。结果·通过TIMER2.0数据库检索到GGPS1在多数肿瘤中表达均升高,且在LUSC中呈高表达。UCSC Xena、UALCAN数据库中GGPS1在LUSC的表达高于癌旁组织(均P<0.05)。UALCAN和LinkedOmics数据库发现GGPS1在指标分期较晚患者中的表达水平更高,且Kaplan-Meier Plotter数据库显示LUSC患者GGPS1高表达总生存期(overall survival,OS)较短(P<0.05)。基于LASSO回归评估LUSC患者有较好的风险预测效能。构建LUSC患者的个体化预测模型具有最佳预测准确度。GO、KEGG结果显示,GGPS1相关基因主要与蛋白质代谢、调节脂质和胆固醇代谢过程、尼古丁成瘾、磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)、过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferatoractivated receptors,PPAR)信号通路等有关。GGPS1的代谢功能可能促进肿瘤发生。免疫组化结果提示GGPS1主要定位于细胞质中,且LUSC组织中表达高于癌旁组织(P<0.05),GGPS1高表达与LUSC患者肿瘤大小、淋巴结转移和TNM分期有关(均P<0.05),且GGPS1表达高的患者OS明显短于低表达者(P=0.000)。多因素Cox回归分析提示GGPS1可作为LUSC的独立预后因素。结论·相较于正常肺组织,GGPS1在LUSC中表达显著升高,尤其在肿瘤体积较大、淋巴结转移阳性及晚期的患者中表达升高更明显;且GGPS1过表达是LUSC患者预后差的独立预测因子。GGPS1有望成为新的LUSC诊治和预防的分子靶点。

红豆杉香叶基香叶基焦磷酸合成酶基因克隆分析

20碳单位的香叶基香叶基焦磷酸是紫杉醇生物合成的直接前体,它由香叶基香叶基焦磷酸合成酶催化生成。采用RT-PCR技术从高原植物西藏红豆杉中克隆了编码香叶基香叶基焦磷酸合成酶基因,命名为TwGGPPS(Gen- Bank登录号:DQ 364604)。该基因编码区长为1 182 bp,编码393个氨基酸的多肽;生物信息学分析表明TwGGPPS定位于质体,在其氨基端具有长为18个氨基酸的质体转运肽;TwGGPPS属于异戊烯基转运酶家族,具有该酶家族特有的2个天冬氨酸富集基序;分子系统进化分析表明植物的GGPPS分为被子植物和裸子植物2种类型,TwGGPPS属于裸子植物类型的GGPPS;对TwGGPPS的蛋白质结构模拟分析结果表明,TwGGPPS由大量的α-螺旋通过随机卷曲连接而成,这些α-螺旋环绕形成一个袋状空腔,其空腔口部为底物结合与碳链延伸的活性部位。对TwGGPPS基因组结构的分析表明该基因没有内含子。该基因的克隆和分析为实现紫杉醇的基因工程提供了一个重要的基因和作用靶点。

急性呼吸窘迫综合征患者香叶基香叶基焦磷酸合成酶的表达及其临床意义

目的·通过检测急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)患者外周血单个核细胞中香叶基香叶基焦磷酸合成酶(geranylgeranyl diphosphate synthase,GGPPS)的表达情况,研究GGPPS在ARDS诊治中的临床意义。方法·通过定量反转录聚合酶链反应检测ARDS患者(ARDS组)和正常人群(对照组)外周血单个核细胞中GGPPS mRNA水平,采用蛋白质印迹法(Western blotting)检测ARDS组和对照组外周血单个核细胞中GGPPS蛋白表达水平。同时比较ARDS存活组和死亡组GGPPS的表达差异,并采用Spearman相关分析明确GGPPS表达与ARDS患者临床指标的相关性。结果·ARDS组外周血单个核细胞中GGPPS mRNA水平明显高于对照组(P=0.000),并且随ARDS病情加重逐渐升高(P<0.05)。ARDS组外周血单个核细胞中GGPPS蛋白表达明显高于对照组(P<0.05),并且随病情加重逐渐升高(P<0.05)。ARDS死亡组外周血单个核细胞中GGPPS mRNA水平及蛋白表达水平高于ARDS存活组(P<0.05)。ARDS患者外周血单个核细胞中GGPPS mRNA高表达与高的急性生理与慢性健康评分Ⅱ(APACHE Ⅱ)(r=0.862,P=0.000)、高序贯器官功能衰竭估计(SOFA)评分(r=0.719,P=0.023)、低氧合指数(r=-0.821,P=0.000)、高C反应蛋白(r=0.758,P=0.024)及高白细胞计数(r=0.761,P=0.015)相关。结论·ARDS患者外周血单个核细胞中GGPPS表达水平升高,且其表达水平与ARDS病情严重程度及预后相关,GGPPS有望成为ARDS病情严重程度评估的生物标志物。

血浆GGPPS水平预测急性呼吸窘迫综合征严重程度及预后的研究

目的研究血浆香叶基香叶基焦磷酸合成酶(Geranyl geranyl diphosphate synthase,GGPPS)表达水平与急性呼吸窘迫综合征(Acute respiratory distress syndrome,ARDS)患者严重程度的关系及其预后的判断价值。方法通过酶联免疫吸附法(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测ARDS患者(ARDS组)和健康人群(对照组)血浆GGPPS水平,比较两组血浆GGPPS表达情况,比较轻度、中度、重度ARDS患者GGPPS表达水平,并对ARDS患者死亡组与存活组血浆GGPPS表达水平进行比较,同时分析ARDS患者血浆GGPPS表达与其他临床指标的关系,并绘制受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic curve,ROC),判断血浆GGPPS表达水平对ARDS患者预后价值。结果ARDS组血浆GGPPS水平表达明显高于对照组,并随着病情加重表达水平增高。ARDS死亡组血浆GGPPS水平高于ARDS存活组。ARDS患者中血浆GGPPS水平高表达,与高APACHEⅡ评分(r=0.429,P=0.000)、高SOFA评分(r=0.305,P=0.006)、低氧合指数(r=-0.836,P=0.000)、高白细胞计数(r=0.340,P=0.002)、高C反应蛋白(r=0.325,P=0.003)及高Lac(r=0.438,P=0.000)相关。血浆GGPPS水平预测ARDS患者预后的AUC是0.764,对ARDS患者预后有预测价值,最佳预测阈值为134.92 ng/L。结论ARDS患者血浆GGPPS表达水平高于正常人群,且其表达水平与ARDS病情严重程度及预后相关,GGPPS有望成为评估ARDS病情严重程度及预后的生物标志物。

刺五加GPS基因克隆及表达特征与皂苷含量相关性研究

目的克隆刺五加香叶基焦磷酸合成酶(geranyl pyrophosphate synthase,GPS)基因的cDNA序列并分析基因序列特征、不同器官中基因表达水平及其与皂苷含量的相关性。方法提取刺五加的RNA,逆转录为cDNA。根据转录组测序结果中编码GPS的unigene(c37362.graph_c0),设计特异性引物,经过PCR扩增GPS基因的cDNA全长。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析GPS基因在不同器官中的表达水平,并通过分光光度法检测刺五加总皂苷含量。结果克隆得到长1260bp、编码419个氨基酸的刺五加GPS基因cDNA。GPS蛋白定位于线粒体内且不存在跨膜区域。GPS基因在各个器官中均有表达,在叶片中的表达量最高,是根中表达量的5.26倍。GPS基因的相对表达量与皂苷量呈现出同升同降的变化趋势,表现为显著正相关关系(r=0.851,P<0.05)。结论首次克隆获得刺五加GPS基因的cDNA全长序列,明确了刺五加GPS基因的表达量与皂苷含量之间存在正相关关系。