犬肝细胞癌的分子洞察：与人HCC的跨物种转录组比较揭示保守致癌特征

《Molecular Carcinogenesis》：Molecular Insights Into Canine Hepatocellular Carcinoma: A Cross-Species Transcriptomic Comparison With Human HCC

本文首次通过跨物种转录组分析系统揭示犬肝细胞癌（HCC）与人HCC在基因表达谱、信号通路（如PI3K/Akt、ECM受体相互作用）和预后标志物（如SPP1、APOA1）方面的高度保守性，为利用自发犬HCC模型推进人类肝癌精准医疗提供重要理论依据。

　　

摘要

本研究通过新一代测序技术对3例犬HCC组织和3例正常肝组织进行转录组分析，鉴定出975个差异表达基因（DEGs），其中604个上调、371个下调。通过RT-qPCR验证了关键基因ABCB4（上调）和APOA1（下调）的表达趋势。生物信息学分析显示，DEGs显著富集于细胞外基质-受体相互作用、黏着斑、PI3K/Akt信号通路等与肿瘤进展相关的通路。蛋白互作网络鉴定出ACTG1、C1R、APOA1等10个枢纽基因。跨物种比较发现犬与人HCC共享118个保守DEGs，涉及代谢通路、PI3K-Akt信号传导等关键生物学过程。基于人类HCC数据的生存分析提示SPP1、NQO1、APOA1等7个基因具有预后指示价值。

1 引言

犬HCC在组织学类型、免疫组化特征和转移模式等方面与人类HCC高度相似，但其分子机制研究尚不充分。自发罹患癌症的犬类因其与人类共享生活环境、完整免疫系统及高度基因组同源性，成为理想的转化医学模型。本研究旨在通过比较转录组学揭示犬HCC的分子特征，并评估其与人类HCC的保守性。

2 材料与方法

从16只HCC犬获取肿瘤组织，以6只健康比格犬肝组织为对照。通过RNA-seq筛选DEGs（筛选标准：|log₂FC|>1.5, p<0.05），利用DAVID进行GO和KEGG富集分析，STRING构建蛋白互作网络，Cytoscape的MCODE和CytoHubba插件识别功能模块与枢纽基因。人类HCC数据来自GEO数据库（GSE183250），通过正交基因映射进行跨物种比较。

3 结果

3.1 转录组数据质量验证

测序数据质量可靠（Phred分数>36），主成分分析显示HCC与正常组织明显分离。

3.2 差异表达基因特征

染色体9和1分别富集上调与下调DEGs（p<0.0001）。最显著上调基因为AFP、SPP1、ACTG1，下调基因为ALB、APOA1、APOC3。

3.3 实验验证

RT-qPCR证实ABCB4在HCC中表达升高2.1倍，APOA1下降2.03倍（p<0.01）。

3.4 通路富集分析

上调DEGs富集于ECM重构、Wnt信号等促癌通路；下调基因主要关联脂代谢、氨基酸代谢等抑制性通路。

3.5 蛋白互作网络

ACTG1是连通度最高的枢纽节点（度值=12），与ANXA2、ANXA5等构成核心网络。

3.6 跨物种保守性

118个保守DEGs在犬与人HCC中表达高度相关（r=0.84, p<0.0001），共同富集于PI3K/Akt、PPAR信号等9条通路。

3.7 预后价值

SPP1、NQO1高表达与人类HCC患者不良预后相关，而APOA1、ALDOB低表达提示生存期缩短。

4 讨论

本研究首次系统揭示犬HCC存在与人类高度相似的转录组失调模式，特别是ECM重构与代谢重编程的保守性。枢纽基因ACTG1和脂代谢相关基因APOA1等可能成为跨物种治疗的潜在靶点。研究局限性包括样本量较小和缺乏肿瘤旁正常组织对照，但为利用犬自发性HCC模型推进人类肝癌研究提供了分子依据。