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肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)属于原发性肝癌,占原发性肝癌的95%。在全球范围内肝细胞癌的发病率和死亡率逐年上升。肝细胞癌早期症状不明显,多数患者发现时已处于晚期,即使治愈也存在复发转移的风险,寻找肝细胞癌新的生物标志物及分子机制是迫切需要的。越来越多的研究证明m6A甲基化修饰在肝细胞癌的发生与发展中起到重要作用,探究m6A甲基化修饰影响肝细胞癌进展的分子机制对于寻找肝细胞癌新的预后标志物和治疗靶点具有重要意义。YTH结构域家族蛋白是m6A甲基化修饰的识别蛋白,能够识别被m6A甲基化修饰的RNA,参与RNA的多种代谢过程,影响肿瘤的发生与发展。然而,YTH结构域家族蛋白在肿瘤中的作用及分子机制需要进一步探究。在本研究中,首先分析了YTH结构域家族蛋白在泛癌中的作用,发现YTH结构域家族蛋白与肝细胞癌具有重要相关性,然后在肝细胞癌中,进一步分析了YTH结构域家族蛋白的作用及分子机制。结果如下:1.生物信息学分析发现YTH结构域家族蛋白与肝细胞癌具有重要相关性。差异表达分析发现,相比较于正常样本,YTH结构域家族蛋白在胆管癌(CHOL),胃腺癌(STAD)和肝细胞癌(LIHC)中高表达。结合Kaplan-Meier生存分析方法和单因素COX回归分析方法得出,YTHDF1与肝细胞癌(LIHC)和葡萄膜黑色素瘤(UVM)的总生存具有相关性,YTHDF2与低级别脑胶质瘤(LGG),肝细胞癌(LIHC),肾透明细胞癌(KIRC)和肉瘤(SARC)的生存具有相关性,YTHDF3与浸润性乳腺癌(BRCA),肾透明细胞癌(KIRC),急性髓样白血病(LAML)和甲状腺癌(THCA)的生存具有相关性,YTHDC1与膀胱尿路上皮癌(BLCA),肾透明细胞癌(KIRC)和低级别脑胶质瘤(LGG)的生存具有相关性。YTHDC2与低级别脑胶质瘤(LGG),头颈部鳞状细胞癌(HNSC),恶性黑素瘤(SKCM)和直肠腺癌(READ)的生存具有相关性。结合差异表达和生存分析得出,YTH结构域家族蛋白可能在肝细胞癌的发生与发展中发挥重要作用。其他的生物学特性分析结果显示YTH结构域家族蛋白与P13K/AKT信号通路和TSC/mTOR信号通路等具有重要相关性,对Nelarabine,Chelerythrine和PX-316 3种抗癌药物的敏感性比较强。2.YTH结构域家族蛋白中的YTHDF1可以作为肝细胞癌的独立预后因素通过分析24个m6A甲基化相关基因在肝细胞癌中的差异表达,发现除了ZC3H13和METTL14(P>0.05),其他22个m6A甲基化相关基因在肝细胞癌中高表达。单因素COX回归生存分析和多因素COX回归生存分析结果显示YTHDF1,YTHDF2和KIAA1429可以构建风险模型,且风险模型可作为肝细胞癌的独立预后因素。在GEPIA数据库中,对3个风险模型基因进行总生存率和无病生存率分析,最终筛选出YTHDF1作为肝细胞癌的预后核心基因。3.YTHDF1在肝细胞癌中高表达并可促进肝细胞癌的增殖。选择正常的肝细胞系LO2和肝癌细胞系HepG2,SMMC7721和HUH7作为研究对象。QRT-PCR和Western blot实验结果证明YTHDF1在HepG2肝癌细胞系和SMMC7721肝癌细胞系中高表达。CCK8实验和克隆形成实验说明YTHDF1能够促进肝细胞癌的增殖和集落形成能力。4.RNA-Seq测序结果分析发现YTHDF1可能通过激活Wnt信号通路促进肝细胞癌的增殖。在SMMC7721肝癌细胞系中敲减YTHDF1,进行RNA-seq测序,结果显示,与对照组相比,总共有602个差异基因,其中有384个下调基因,218个上调基因。然后去掉没有注释基因名字的基因,总共有490个差异基因,其中有310个下调基因和180个上调基因。然后对差异基因进行GO和KEGG功能富集分析,发现差异基因主要富集在PI3K-Akt信号通路,钙信号通路,Ras信号通路,MAPK信号通路和Wnt信号通路中。MCODE算法筛选评分排在前三的关键子网络,评分最高的第一个子网络由8个基因组成,包括RASGRP1,CACNA1E,CACNA1G,SCN3B,RASGRP2,CACNA1H,STAC3和CACNB2。第二个关键子网络由10个基因组成,包括TIMP3,CCL2,IGFBP3,WNT1,TGFB2,NOG,WNT11,WNT10B,LEF1和HNF4A。第三个关键子网路由9个基因组成,包括GNG7,GNAT2,GNG4,GNB3,ARHGEF6,PTGER3,PTGER4,VIP和CHRM4。我们发现第二个关键子网络包含Wnt信号通路中的WNT1,WNT10B,WNT11和LEF1 4个关键基因,猜测YTHDF1很可能通过激活Wnt信号通路促进肝细胞癌的增殖。在本研究中,通过分析YTH结构域家族蛋白在泛癌中的差异表达和生存相关性,发现YTH结构域家族蛋白与肝细胞癌的发展具有重要相关性。进一步的研究证明YTHDF1可以作为肝细胞癌的独立预后因素,可能通过激活Wnt信号通路促进肝细胞癌的增殖。综上所述,YTH结构域家族蛋白YTHDF1作为m6A甲基化的识别蛋白,在肝细胞癌的发生发展中起到重要作用。