《International Immunopharmacology》：Integrative multi-omics and experimental validation reveal UBE2C as a central hub gene and prognostic biomarker in hepatocellular carcinoma
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苏丽黄|张欧阳|王玉洁|吕娇健|刘青秀|马梦晨|徐亮|潘同同中国浙江省温州市瓯海区温州医科大学第一附属医院跨学科与转化医学重点实验室，邮编325035摘要肝细胞癌（HCC）是一种致命的恶性肿瘤，具有高复发率和有限的治疗选择。泛素连接酶E2 C（UBE2C）与多种癌症有关，但其对H
苏丽黄|张欧阳|王玉洁|吕娇健|刘青秀|马梦晨|徐亮|潘同同
中国浙江省温州市瓯海区温州医科大学第一附属医院跨学科与转化医学重点实验室，邮编325035
摘要 肝细胞癌（HCC）是一种致命的恶性肿瘤，具有高复发率和有限的治疗选择。泛素连接酶E2 C（UBE2C）与多种癌症有关，但其对HCC免疫环境的影响尚未完全了解。本文通过整合TCGA、GEO和CPTAC数据库中的共表达网络和蛋白质-蛋白质相互作用分析，确定了HCC中的枢纽基因。使用单细胞转录组数据库分析了这些基因的表达，并通过定量逆转录-PCR和免疫印迹技术在HCC组织和细胞系中进行了验证。通过体外敲低实验和体内皮下肿瘤模型评估了UBE2C的功能作用。利用空间转录组学、RNA-seq数据和ssGSEA对肿瘤免疫微环境进行了分析。基于多变量Cox回归构建了一个预后预测模型。UBE2C 被确定为HCC中显著上调的枢纽基因。单细胞RNA-seq显示UBE2C 在肝细胞中主要表达，并且随着分化过程的进行而动态上调。UBE2C 的敲低抑制了细胞增殖，诱导了细胞凋亡，并抑制了肿瘤生长。空间转录组学显示，在增殖微环境中UBE2C 高表达的区域具有免疫抑制特征，包括TGFB1富集、CXCL9–CXCR3信号传导受损以及细胞毒性T细胞的排除，这些特征在免疫治疗反应者中有所减少。UBE2C 的表达与免疫检查点基因和特定免疫细胞亚群相关。基于UBE2C 的预后预测模型结合T分期和肿瘤分期能够有效预测患者生存期，miR-300和miR-381-3p被确定为潜在的上游调控因子。这些发现表明UBE2C是HCC进展的关键驱动因素，也是预后和免疫治疗分层的生物标志物。
引言 肝癌是全球第六大常见恶性肿瘤，也是癌症相关死亡的第三大原因，2022年全球估计有87万新病例和76万死亡病例[1]。肝细胞癌（HCC）占原发性肝癌的约90%，5年生存率仅为14.4%[2]。尽管包括手术切除、射频消融、肝移植和系统性免疫治疗在内的多种治疗方法改善了治疗效果，但肿瘤复发和治疗耐药性仍然是重大挑战[3]。鉴于现有治疗方法的效果有限，破译HCC特有的分子特征（尤其是那些调节免疫逃逸或转移潜力的特征）对于开发靶向干预措施和改善患者预后至关重要。
肿瘤微环境（TME）的复杂异质性现在被认为是影响治疗效果的主要因素[4]。然而，传统的批量转录组分析虽然有价值，但往往无法揭示肿瘤细胞与免疫环境之间的关键空间关系。这一限制阻碍了人们对特定致癌基因如何协调免疫逃逸的深入理解——这是抵抗治疗（特别是免疫治疗）的关键机制。
在当前的研究背景下，泛素-蛋白酶体系统（UPS）是致癌驱动因素的丰富来源[5]。泛素连接酶E2C（UBE2C）作为UPS的核心组成部分[6]，已被证实与多种癌症的细胞周期调控和肿瘤发生有关[7]、[8]、[9]、[10]。先前的生物信息学研究也指出UBE2C与HCC的不良预后相关[11]、[12]、[13]、[14]；然而，这些观察结果仍然较为表面。一些基本问题尚未得到解答：UBE2C在复杂的TME中的具体细胞区室中处于何种活性状态？它仅仅是与侵袭性病理相关，还是积极塑造了有利于肿瘤存活和免疫逃逸的微环境？缺乏空间和功能分辨率限制了UBE2C作为机制性生物标志物的潜力。
最近的研究强调了需要严格的标准来从大量的HCC生物标志物中识别真正可转化的目标。此外，HCC的进展涉及细胞周期调控和免疫调节之外的多种分子事件，如细胞外基质重塑和竞争性内源性RNA网络[15]、[16]。在这项研究中，我们通过整合多组学数据和空间转录组学来阐明UBE2C在HCC中的空间-功能作用，并评估其作为治疗靶点和预后生物标志物的价值。
章节片段 数据收集 HCC和正常样本的RNA-seq数据及其相应的临床信息来自癌症基因组图谱（TCGA）、国际癌症基因组联盟（ICGC）和GEO数据集
GSE25097 。对于单细胞分析，我们使用了GSE149614数据集（10个HCC肿瘤和8个对照组）。空间转录组数据来自GSE238264，其中包括7个有记录的免疫治疗反应的HCC样本（4个反应者和3个非反应者）。
加权基因共表达网络分析（WGCNA）和差异表达基因（DEGs）的识别 来自
与HCC相关的DEGs的识别 在TCGA、ICGC和
GSE25097 数据集上进行了WGCNA，以识别与HCC进展相关的模块。对于TCGA，选择了12的软阈值功率（R
2 = 0.85）来构建一个无尺度网络（图S1A，B）。经过层次聚类和动态树切割后，保留了15个模块（图S1C），其中4个模块与临床特征显著相关（图S1D）。对ICGC和
GSE25097 数据集进行了类似的分析，每个数据集也识别出了5个关键模块
讨论 本研究确定UBE2C是肝细胞癌中的核心致癌蛋白，它通过两条相互关联的途径促进肿瘤进展：直接驱动细胞周期进展，更重要的是，将免疫微环境重塑为抵抗免疫治疗的状态。通过整合多组学数据与空间转录组学和实验验证，我们证明UBE2C不仅仅是一个预后相关因素，还是一个免疫排斥微环境的构建者。
结论 通过整合多组学分析和实验验证，本研究确定UBE2C是HCC进展的关键驱动因素，具有双重功能：通过细胞周期调控促进肿瘤增殖，并通过创建免疫排斥的微环境促进免疫治疗耐药性。基于UBE2C的预后预测模型能够有效预测患者生存期，其与免疫检查点分子和药物敏感性的相关性突显了其作为
CRediT作者贡献声明 苏丽黄： 方法学、数据整理。张欧阳： 方法学、正式分析。王玉洁： 方法学。吕娇健： 资源获取。刘青秀： 资源获取。马梦晨： 正式分析。徐亮： 写作——审稿与编辑、概念构思。潘同同： 写作——初稿撰写、资金获取、概念构思。
资助 本研究得到了温州市科学技术局应用基础研究项目 （项目编号2025 K0325）和浙江省自然科学基金 （项目编号LQN25H030011）的支持。
利益冲突声明 作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。
致谢 我们感谢所有参与数据库工作的人员，包括原始数据提供者和数据库运营团队。
