リスク因子の異なる肝細胞癌の間での代替スプライシング制御の違い

Differential alternative splicing regulation among hepatocellular carcinoma with different risk factors.

• Young-Joo Jin
• Seyoun Byun
• Seonggyun Han
• John Chamberlin
• Dongwook Kim
• Min Jung Kim
• Younghee Lee

抄録

背景:

B型肝炎ウイルス（HBV）、C型肝炎ウイルス（HCV）、および飲酒は、肝細胞癌（HCC）の主な原因である。しかし、これらの原因がHCC発症にどのように関与しているのか、その背景にある分子機構は十分には解明されていません。そこで私たちは、これらの危険因子を持つ肝細胞がん患者における代替スプライシング（AS）の差異制御を調べました。

BACKGROUND: Hepatitis B virus (HBV), hepatitis C virus (HCV), and alcohol consumption are predominant causes of hepatocellular carcinoma (HCC). However, the molecular mechanisms underlying how differently these causes are implicated in HCC development are not fully understood. Therefore, we investigated differential alternative splicing (AS) regulation among HCC patients with these risk factors.

方法:

The Cancer Genome Atlasから取得したRNAシーケンスデータを用いて、HBV（n=95）、HCV（n=47）、アルコール（n=76）のうち、HCCに関連するASイベントをゲノムワイドに調査した。

METHODS: We conducted a genome-wide survey of AS events associated with HCCs among HBV (n = 95), HCV (n = 47), or alcohol (n = 76) using RNA-sequencing data obtained from The Cancer Genome Atlas.

結果:

RNA seqのHBV vs. HCV、HBV vs. アルコール、HCV vs. アルコールの3群比較（ΔPSI＞0.05、FDR＜0.05）では、それぞれ133、93、29の差動ASイベント（143遺伝子）が同定された。143個のAS遺伝子のうち、8個の遺伝子と1個の遺伝子がそれぞれHBVとHCVに特異的に交互にスプライスされていた。その結果、143個のAS遺伝子のうち、免疫系、mRNAスプライシング主要経路、ナンセンス媒介崩壊など、HCCリスク因子の発がんに重要な経路が有意に濃縮されていることが明らかになった。HBV特異的スプライシングイベントを有する8つの遺伝子のうち、HLA-A、HLA-C、IP6K2ではASイベントの発現に差が見られた（ΔPSI＞0.1）。HLA-Aのイントロン保持はHCVやアルコール関連HCCよりもHBV関連HCCで多く観察され、HLA-Cのイントロン保持はその逆を示した。IP6K2のエクソン3（ENST00000432678に基づく）は、HCVまたはアルコール関連HCCに比べてHBV関連HCCでスキップが少なかった。

RESULTS: In three group comparisons of HBV vs. HCV, HBV vs. alcohol, and HCV vs. alcohol for RNA seq (ΔPSI> 0.05, FDR < 0.05), 133, 93, and 29 differential AS events (143 genes) were identified, respectively. Of 143 AS genes, eight and one gene were alternatively spliced specific to HBV and HCV, respectively. Through functional analysis over the canonical pathways and gene ontologies, we identified significantly enriched pathways in 143 AS genes including immune system, mRNA splicing-major pathway, and nonsense-mediated decay, which may be important to carcinogenesis in HCC risk factors. Among eight genes with HBV-specific splicing events, HLA-A, HLA-C, and IP6K2 exhibited more differential expression of AS events (ΔPSI> 0.1). Intron retention of HLA-A was observed more frequently in HBV-associated HCC than HCV- or alcohol-associated HCC, and intron retention of HLA-C showed vice versa. Exon 3 (based on ENST00000432678) of IP6K2 was less skipped in HBV-associated in HCC compared to HCV- or alcohol-associated HCC.

結論:

ASは、HBV、HCV、アルコール関連HCCの発症に関与する転写差の調節に重要な役割を果たしている可能性がある。

CONCLUSION: AS may play an important role in regulating transcription differences implicated in HBV-, HCV-, and alcohol-related HCC development.