2024年3月17日发(作者：oppo手机一键补电)

胶质瘤中 PBK表达的生物信息学分析及

初步验证

摘要：目的 探讨PDZ连接激酶（PBK）在胶质瘤中的表达其意义。方法

通过癌症基因图谱（TCGA）分析PBK在胶质瘤和正常脑组织中的表达差异及其对

预后的影响。RT-PCR检测53例胶质瘤和3例正常脑组织中PBK mRNA的表达，并

结合临床参数分析其意义。结果 TCGA数据库分析显示：与正常脑组织相比，

PBK高表达于胶质瘤组织（

P

= 2.763e-04）；PBK高表达的胶质瘤患者总生存期

低于低表达患者（

P

= 0e+00）。RT-PCR发现PBK mRNA在胶质瘤组织中的表达阳

性率为75.6％（40/53），而在正常脑组织中不表达。统计分析尚未发现胶质瘤

中PBK mRNA的表达与患者的临床病理资料有关。 结论 PBK在胶质瘤中高表达，

有望作为胶质瘤靶向治疗的靶点。

关键词：PBK；胶质瘤；靶向治疗；生物信息学

胶质瘤（Glioma）是一类起源于神经胶质细胞的中枢神经系统肿瘤，发病率

高，约占成人原发性颅内肿瘤的30-40%。由于其浸润性生长常侵犯邻近脑组织，

手术难以根除，术后复发率高，预后较差。尽管目前在术后结合神经成像、放

疗和化疗取得一定进展，但仍然无法明显改善患者的预后，因此急需探索新的治

疗策略。近年来，靶向治疗是针对致癌位点的治疗方法，因其毒副作用小而备受

关注，目前已有贝伐单抗等治疗复发性胶质母细胞瘤的报道，但数量较少，主

要是缺乏胶质瘤特异性的靶点。

PDZ连接激酶（PDZ-binding kinase，PBK）是丝裂原活化蛋白激酶激酶

（mitogen activated protein kinase kinanse，MAPKK）分子家族成员。研究

发现，PBK高表达于多种恶性肿瘤，在肿瘤发生、增殖、有丝分裂和DNA修复等

过程中发挥重要的生物学功能，但在胶质瘤中的相关报道不多。本文通过生物

信息学分析结合实验，初步探讨了胶质瘤中PBK的表达及临床意义，旨在寻找靶

向治疗的新靶点。

[4]

[3]

[2]

[1]

1材料与方法

1.

1.

一般资料

53例胶质瘤组织和3例正常脑组织来自广西医科大学一附院，于2014

年1月至2017年12月收集，所有肿瘤组织均经两位病理专业主任医师以盲法检

查确诊。胶质瘤患者中男31例，女22例；年龄3～74岁，平均42岁；星型细

胞瘤32例，少突胶质细胞瘤6例，胶质母细胞瘤15例；WHO分级I级3例，II

级23例，III级12例，IV级15例。本研究经广西医科大学伦理委员会批准。

1.2 TCGA数据库分析PBK的基因表达及绘制生存曲线

癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）是一个在线公共数据

集，汇聚了包括胶质瘤在内的大量表达谱数据和临床资料，是生物信息学分析的

重要资源。我们通过检索TCGA数据库，获取681例胶质瘤和207例正常脑组织

中PBK基因的RNA-Seq数据，分析比较PBK mRNA在其中的表达差异。随后，我

们获取数据库中675例胶质瘤组织的生存资料，根据其胶质瘤PBK的表达水平，

以表达中位数将其分为高表达和低表达两组，结合患者的预后资料，绘制

Kaplan-Meier生存曲线，分析比较两组患者的预后差异。

1.3 总RNA提取与cDNA合成

组织经裂解后进行匀浆，按照试剂盒步骤提取总RNA（细胞/组织总RNA 提

取试剂盒，南京诺唯赞生物公司）。紫外分光光度计检测RNA浓度及纯度，琼脂

糖凝胶电泳鉴定RNA的完整性，所得RNA逆转录成cDNA（HiScript® III 1st

Strand cDNA合成试剂盒，南京诺唯赞生物公司）。GAPDH作为看家基因检测

cDNA质量，合成的cDNA于-20℃保存备用。

1.4 目的基因RT-PCR

引物序列及反应条件参照文献

[5, 6]

（详见表1），采用睾丸cDNA作为阳性对

照，不加模板作为阴性对照。反应后产物进行1.5%琼脂糖凝胶电泳，紫外分析仪

观察并拍照。引物由上海生工生物工程公司合成。

表1 PCR引物序列、退火温度及产物长度

1.5 DNA测序

随机选取PBK阳性的扩增产物，经纯化后送上海生工生物工程公司进行

DNA测序，将测序结果输入基因库进行Blast比对。

1.6 统计学方法

采用SPSS 19.0 统计学软件对数据进行分析，卡方检验和Fisher确切概率

法比较组间差异，以P＜0.05为差异有统计学意义。

２结果

1.

1.

TCGA数据库分析PBK mRNA在胶质瘤组织及正常脑组织中的表达

PBK mRNA在681例胶质瘤组织中的表达（Tumor Mean =6.432）显著高于

207例正常脑组织（Normal Mean =0.077），差异有统计学意义（

P

= 2.763e-

04），详见图1。

图1 TCGA数据库分析PBK在胶质瘤组织和正常脑组织中的表达

1.

1.

TCGA数据库分析PBK mRNA表达与胶质瘤患者生存期的关系

我们对675例具有预后生存资料的胶质瘤进行分析，结果发现低表达PBK

mRNA胶质瘤患者的5年生存率为71%，而高表达患者的5年生存率仅为24%。两

者相比，胶质瘤PBK mRNA高表达者的总生存期明显低于低表达者，差异具有统

计学意义（

P

= 0e+00），详见图2。

图2 TCGA数据库分析胶质瘤患者中不同PBK表达水平的总生存期曲线

1.

1.

RT-PCR检测PBK mRNA在胶质瘤组织及正常脑组织中的表达

53例胶质瘤组织中，PBK mRNA的表达阳性率为75.6％（40/53），而在3例

正常脑组织中均不表达（图3、图4），PBK PCR扩增产物大小约为320bp。随机

抽取PCR的阳性产物测序，结果经Blast比对，与基因库检索序列完全一致，证

实所扩增产物为PBK的目的片段。

M：Marker；1～7：胶质瘤组织；P：阳性对照；N：阴性对照

图3 胶质瘤组织中PBK mRNA的表达

M：Marker；1～3：正常脑组织；P：阳性对照；N：阴性对照

图4 正常脑组织中PBK mRNA的表达

1.

1.

PBK mRNA的表达与胶质瘤患者临床病理参数的关系

为探讨胶质瘤中PBK mRNA表达的临床意义，我们结合患者的性别、年龄、

肿瘤大小、病理分型、WHO分级、KPS评分、Ki-67和p53等临床资料进行统计分

析，结果尚未发现PBK mRNA的表达与患者的临床病理参数相关，详见表2。

表2 PBK mRNA的表达与胶质瘤患者临床病理参数的关系

３讨论

PBK最初由Gaudet等从Hela细胞cDNA文库中克隆而得，它可与hDlg

（the human homologue of the Drosophila Discs-large）的PDZ2结构域结合。

该基因定位于染色体8p21.2，含8个外显子，其cDNA全长1811bp，编码蛋白为

包含322个氨基酸的丝－苏氨酸激酶，主要通过激活MAPK信号通路中p38、ERK、

JNK促进肿瘤细胞生长，从而调控细胞DNA的损伤修复。Hayashi等报道，6

种人胶质瘤细胞系中均有PBK mRNA和蛋白的表达；当细胞处于有丝分裂活跃期

时，部分PBK会由细胞质向细胞核转移。Joel等敲除PBK基因，可抑制胶质母

细胞瘤细胞的生长和瘤球的形成，并伴随大量的细胞凋亡；用PBK抑制剂

HITOPK-032抑制其蛋白的功能，会导致小鼠皮下的胶质母细胞瘤生长减缓，提示

PBK在胶质瘤的发生和发展中可能发挥重要作用。

本研究中，我们首先通过TCGA数据库分析，发现PBK在胶质瘤组织中的表

达显著高于正常脑组织，PBK高表达患者其预后更差，提示PBK可能与胶质瘤的

恶性进展有关。随后，我们通过RT-PCR法进行检测，胶质瘤中PBK mRNA的阳性

率高达75.6%，而在正常脑组织中不表达，提示它是一个颇有应用前景的肿瘤抗

原。统计分析显示PBK mRNA的表达与胶质瘤患者的临床病理参数无关，今后仍

需扩大样本例数进行深入研究。为全面客观地评价PBK作为胶质瘤分子靶点的价

[8]

[4][7]

[3]

值，下一步有必要了解其相关蛋白水平及其作用的分子机制，为阐明PBK应用于

胶质瘤的靶向治疗提供依据。

参考文献

[1] LWIN Z, MACFADDEN D, AL-ZAHRANI A, et al. Glioblastoma

management in the temozolomide era: have we improved outcome? [J].

Journal of neuro-oncology, 2013, 115(2): 303-10.

[2] COHEN M H, SHEN Y L, KEEGAN P, et al. FDA drug approval

summary: bevacizumab (Avastin) as treatment of recurrent glioblastoma

multiforme [J]. The oncologist, 2009, 14(11): 1131-8.

[3] GAUDET S, BRANTON D, LUE R A. Characterization of PDZ-binding

kinase, a mitotic kinase [J]. Proceedings of the National Academy of

Sciences of the United States of America, 2000, 97(10): 5167-72.

[4] 曾晨曦, 袁萍, 孙军. 抗肿瘤药物:PBK/TOPK抑制剂的研究进展 [J].

生命的化学, 2018, 38(01): 150-5.

[5] SUN Y P, ZHENG Y H, LIU W J, et al. Synovium fragment-derived

cells exhibit characteristics similar to those of dissociated

multipotent cells in synovial fluid of the temporomandibular joint [J].

PloS one, 2014, 9(7): e101896.

[6] ISHIKAWA C, SENBA M, MORI N. Mitotic kinase PBK/TOPK as a

therapeutic target for adult Tcell leukemia/lymphoma [J].

International journal of oncology, 2018, 53(2): 801-14.

[7] HAYASHI T, HAYAKAWA Y, KOH M, et al. Impact of a novel

biomarker, T-LAK cell-originating protein kinase (TOPK) expression on

outcome in malignant glioma [J]. Neuropathology : official journal of

the Japanese Society of Neuropathology, 2018, 38(2): 144-53.

[8] JOEL M, MUGHAL A A, GRIEG Z, et al. Targeting PBK/TOPK

decreases growth and survival of glioma initiating cells in vitro and

attenuates tumor growth in vivo [J]. Molecular cancer, 2015, 14(121).

作者简介：肖源（1995-），女，汉族，湖南娄底人，硕士研究生。研究方

向：肿瘤分子生物学。

通讯作者：罗彬，E-mail: **********************。

基金项目：广西高校中青年教师基础能力提升项目（KY2015LX063、

2018KY0109）作者简介：肖源，女，1995年3月出生，硕士学历，民族：汉；籍

贯：湖南涟源；研究方向：主要从事肿瘤生物学研究