论文DOI链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s43657-021-00034-x

论文PDF链接：

https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s43657-021-00034-x.pdf

RNA解旋酶DEAD-box（DDX）家族蛋白在机体生长发育中起着不可或缺的作用。DDX1参与多种细胞功能，并且在mRNA / rRNA加工及衰减、病毒复制及转录、激素代谢以及肿瘤发生发展等各方面发挥着重要作用。此外，DDX1能够与DDX21、DHX36和接头蛋白TRIF形成复合物，感知和识别dsRNA并激活 NF-κB 和 I 型干扰素的表达。

李继喜课题组长期从事细胞死亡与免疫应答的分子基础与功能机制研究的工作。2020年解析了DDX21的高分辨率三维结构，发现病毒小RNA、DDX21及NS1协同组装成复合物，阐明了DDX21识别和解旋病毒RNA的分子机制（Chen et al. 2020 Adv Sci）。

而该研究基于TCGA和GTEx数据库，采用了多种组学相关生物信息学分析方法，全面分析了DDX1基因在33种肿瘤中的表达水平及相关功能。该文研究者发现在乳腺癌（BRCA）、卵巢癌（OV）及肺腺癌（LUAD）中，DDX1处于高表达水平，但在 肾透明细胞癌（KIRC） 和子宫内膜癌（UCEC）中的表达水平低于正常组织；并且DDX1的高表达水平与肾上腺皮质癌（ACC）、膀胱尿路上皮癌（BLCA）、肾嫌色细胞癌（KICH）及肝细胞肝癌（LIHC）的总生存期（OS）不良预后存在相关性。DDX1的主要遗传突变类型是点突变和扩增，这些突变对无病生存期（DFS）和疾病特异性生存期（DSS）有不利影响，但对OS和无进展生存期（PFS）无明显影响（图1）。在来自 DNMIVD 数据库的 22 种肿瘤中，DNA 甲基化与DDX1 表达水平呈负相关。具体而言，DNA甲基化水平与BLCA、宫颈鳞癌和腺癌（CESC）和 皮肤黑色素瘤（SKCM） 的良好预后相关，与肺鳞癌（LUSC）的不良预后相关。

图1 DDX1的表达水平对于肿瘤预后的影响

此外，DDX1的磷酸化水平在不同的肿瘤等级、个体癌症分期和泛癌亚型之间有不同程度的变化。该文研究者进一步分析来自 15 种癌症类型的 4,440 个 TCGA 肿瘤样本中 DDX1 的磷酸化水平发现，其磷酸化位点主要位于 DDX1 蛋白的低复杂区（LCR）。基于多种算法，研究者还发现不同免疫细胞的浸润程度与DDX1 基因表达具有特定相关性。DDX1表达与ESCA、LUAD、LUSC、SARC、SKCM、TGCT和UCEC中CD8+ T细胞的免疫浸润程度呈负相关，而与KICH中的CD8+ T细胞得免疫浸润程度呈正相关（图2）。

图2 DDX1在不同肿瘤中的免疫浸润分析

此外，研究者通过KEGG以及GO分析，探讨了DDX1通过多种途径及通路在肿瘤发生发展中发挥功能（图3）。

图3 DDX1相关基因的富集分析

该研究全面阐述了DDX1在泛癌中的表达和功能机制以及对于临床预后的影响，研究结果表明 DDX1 具有成为ACC、BLCA、KICH及LIHC的预后标志物以及成为BRCA、OV、LUAD 和 KIRC的临床诊断标志物的潜力，为治疗与 RNA 解旋酶相关的癌症提供了新的思路。

Abstract

The DEAD-box RNA helicase (DDX) family plays a critical role in the growth and development of multiple organisms. DDX1 is involved in mRNA/rRNA processing and mature, virus replication and transcription, hormone metabolism, tumorigenesis, and tumor development. However, how DDX1 functions in various cancers remains unclear. Here, we explored the potential oncogenic roles of DDX1 across 33 tumors with The Cancer Genome Atlas (TCGA) and the Genotype-Tissue Expression (GTEx) databases. DDX1 is highly expressed in breast cancer (BRCA), cholangiocarcinoma (CHOL), and colon adenocarcinoma (COAD), but it is lowly expressed in renal cancers, including kidney renal clear cell carcinoma (KIRC), kidney chromophobe (KICH), and kidney renal papillary cell carcinoma (KIRP). Low expression of DDX1 in KIRC is correlated with a good prognosis of overall survival (OS) and disease-free survival (DFS). Highly expressed DDX1 is linked to a poor prognosis of OS for adrenocortical carcinoma (ACC), bladder urothelial carcinoma (BLCA), KICH, and liver hepatocellular carcinoma (LIHC). Also, the residue Ser481 of DDX1 had an enhanced phosphorylation level in BRCA and ovarian cancer (OV) but decreased in KIRC. Immune infiltration analysis exhibited that DDX1 expression affected CD8+ T cells, and it was significantly associated with MSI (microsatellite instability), TMB (tumor mutational burden), and ICT (immune checkpoint blockade therapy) in tumors. In addition, the depletion of DDX1 dramatically affected the cell viability of human tumor-derived cell lines. DDX1 could affect the DNA repair pathway and the RNA transport/DNA replication processes during tumorigenesis by analyzing the CancerSEA database. Thus, our pan-cancer analysis revealed that DDX1 had complicated impacts on different cancers and might act as a prognostic marker for cancers such as renal cancer.

博士生高宝才为本论文第一作者，李继喜教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委和上海市科委的资助。

Phenomics期刊简介

Phenomics是一本新创的同行评审国际期刊，聚焦表型组学前沿研究，搭建全球表型组学领域专家交流的国际平台，推动该领域相关的理论创新和学科发展。

本期刊拥有强大的国际编委团队，复旦大学金力院士担任主编，美国系统生物学研究所Leroy Hood院士、澳大利亚莫道克大学Jeremy Nicholson院士、德国莱布尼兹环境医学研究所Jean Krutmann院士、复旦大学唐惠儒教授共同担任副主编，复旦大学丁琛教授担任执行主编，另有来自全球多国的三十多位著名科学家共同组成编委团队，以及四十多位青年科学家组成青年编委团队。

我们诚挚地邀请广大科研人员投稿！ 

Phenomics官网：https://www.springer.com/journal/43657

投稿链接：https://www.editorialmanager.com/pnmc/

编辑部邮箱：phenomics@ihup.org.cn、phenomics@fudan.edu.cn

欢迎关注Phenomics官方公众号

文章来源：人类表型组计划公众号