KPNA2作为肝细胞癌进展和端粒维持新标志物的生物信息学分析与实验验证

本研究针对肝细胞癌(HCC)预后标志物缺乏的临床难题，通过整合TCGA和ICGC数据库的端粒维持(TM)相关基因表达谱，首次鉴定出224个差异表达TM基因，构建了包含KPNA2等7个基因的新型预后模型。研究人员通过体外实验证实KPNA2通过调控端粒酶活性(TERT)促进HCC细胞增殖迁移，为HCC治疗提供了新靶点。该研究发表于《BMC》杂志，对改善HCC临床管理具有重要意义。

　　

肝细胞癌(HCC)作为全球第四大癌症死因，五年生存率不足20%，其高度异质性使得预后预测和治疗面临巨大挑战。在癌细胞无限增殖过程中，端粒维持机制(Telomere Maintenance Mechanisms, TMMs)扮演着关键角色——超过80%的HCC会重新激活端粒酶。然而，除了TERT启动子突变外，端粒维持相关基因在HCC中的预后价值仍不明确。

南京医科大学附属鼓楼医院肝胆外科和安徽医科大学第一附属医院肝胆外科的研究团队通过整合TCGA和ICGC数据库的转录组数据，首次系统分析了TM相关基因在HCC中的表达特征。研究人员采用生物信息学方法筛选差异表达基因，通过蛋白互作网络(PPI)和12种拓扑算法鉴定出8个核心TM相关基因，并利用LASSO Cox回归构建了7基因预后模型。体外实验中，团队通过基因敲降和过表达证实KPNA2调控端粒酶活性，并采用CCK-8、EdU、Transwell等技术验证了其对HCC细胞增殖迁移的影响。

关键技术方法包括：1)从TCGA和ICGC数据库获取374例HCC和50例正常组织的RNA-seq数据；2)使用DESeq2筛选差异表达TM基因；3)通过STRING和Cytoscape构建PPI网络；4)应用LASSO算法建立预后模型；5)体外采用shRNA干扰和过表达载体调控KPNA2表达；6)通过CCK-8、EdU、伤口愈合实验评估细胞表型。

研究结果方面：

Identification of hub TM-related genes

• 鉴定出224个差异表达TM基因(160上调/64下调)，富集于DNA复制和细胞衰老通路

• 发现8个核心TM相关基因(RNASEH2A/KPNA2/AURKB/FOXM1/MKI67/RAD54L/PLK1/KIF4A)，均与端粒酶组分显著正相关

Construction and validation of the prognostic TM-related gene signature

• 建立包含KPNA2/CACNA1B/IRAK1/CDCA8/RGMA/ETS2/GNE的7基因预后模型

• 高风险组患者生存期显著缩短(TCGA队列HR=4.703，ICGC队列HR=2.871)

KPNA2 is overexpressed in HCC tissues to telomere maintenance

• KPNA2在HCC组织中mRNA和蛋白水平均显著上调

• KPNA2过表达促进TERT和端粒保护蛋白(TERF1/TERF2)表达

KPNA2 promotes HCC proliferation and metastasis via telomere maintenance

• KPNA2敲降抑制细胞增殖(CCK-8检测降低37%)和迁移(Transwell减少52%)

• 端粒酶抑制剂BIBR1532可部分逆转KPNA2的促癌效应

这项研究首次系统揭示了TM相关基因在HCC中的预后价值，证实KPNA2通过调控端粒酶活性驱动HCC进展。所建立的7基因预后模型在独立队列中验证良好(AUC 0.76-0.79)，为临床决策提供了新工具。特别值得注意的是，KPNA2作为核转运蛋白家族成员，其双重角色(既是核心TM基因又是预后模型组分)提示其可能通过影响端粒酶组分核定位发挥作用。研究不仅丰富了HCC的分子机制认知，更为开发靶向端粒维持的新型治疗策略提供了理论依据，对改善HCC患者预后具有重要临床意义。