不可切除肝细胞癌（HCC）是全球最常见的恶性肿瘤之一，预后较差，主要归因于晚期诊断和高复发率。因此，临床迫切需要新的分子标志物和治疗靶点以改善HCC的早期诊断和治疗效果。热休克蛋白（HSPs）是维持细胞稳态的分子伴侣。其中，HSPH1（又名HSP110）已被报道在多种癌症中过表达并与不良预后相关。然而，HSPH1在HCC中的生物学作用和临床意义仍不清楚。为了解决这一临床需求，一项综合性研究利用生物信息学分析和实验验证，系统地评估了HSPH1在HCC中的表达模式、临床相关性、预后价值以及潜在的生物学功能，旨在确定HSPH1作为HCC潜在预后生物标志物和治疗靶点的价值。
研究背景
HCC是全球癌症相关死亡的主要原因之一。尽管治疗有所进步，但其总体预后仍然不佳。HSPs是高度保守的分子伴侣，在细胞应激条件下保护和重折叠受损蛋白。HSPH1（热休克蛋白家族H成员1）属于HSP110家族，是HSP70的核苷酸交换因子。
HSPH1已被证实参与肿瘤细胞的增殖、分化、侵袭和转移。泛癌转录组学分析显示HSPH1在多种癌症中高表达，并与不良预后相关。虽然HSP70和HSP90在HCC中的作用已得到充分研究，但HSPH1在HCC中的具体表达特征和临床意义尚未明确。
研究方法
研究设计与数据来源
本研究采用综合分析方法，结合了生物信息学分析和实验验证。研究从The Cancer Genome Atlas（TCGA）数据库获取了HCC的转录组学和临床数据。同时，从Gene Expression Omnibus（GEO）数据库下载了两个独立的微阵列数据集（GSE14520 和 GSE76427）用于进一步分析和验证。
临床样本与患者队列
研究纳入了2015年5月至2019年12月在南通大学附属医院住院的85例HCC患者。纳入标准包括：（1）经组织病理学确诊为HCC；（2）年龄18至90岁；（3）符合根治性手术切除条件，且术前未接受新辅助放化疗；（4）无重大手术禁忌证；（5）无已知内分泌或代谢紊乱；（6）无精神疾病史。所有患者均获得了配对的肿瘤组织和癌旁非肿瘤肝组织。本研究获得了南通大学附属医院伦理委员会的批准（批准号：LS20150623）。
生物信息学分析
差异表达与分期分析：使用UALCAN和GEPIA2在线平台比较HSPH1在HCC和正常肝组织中的mRNA表达，并评估其与临床肿瘤分期（I-IV期）的关联。
生存分析：利用Kaplan-Meier Plotter、GEO数据集和TCGA数据（通过GEPIA2）评估HSPH1表达与总生存期（OS）和无病生存期（DFS）之间的关系。
功能富集分析：通过基因集富集分析（GSEA）和KEGG通路分析，鉴定与HSPH1高低表达相关的信号通路。
免疫浸润分析：采用CIBERSORT算法和TIMER数据库，评估HSPH1表达与HCC肿瘤微环境中22种免疫细胞表型浸润水平的相关性。
实验验证
细胞系：使用正常人肝细胞系LO2作为对照，以及四种HCC细胞系（Huh7, MHCC97H, Hep-3B, SK-HEP-1）进行体外实验。
蛋白表达检测：使用Western blot和免疫组织化学（IHC）技术检测HSPH1蛋白在临床样本和细胞系中的表达水平。免疫荧光（IF）用于观察HSPH1的亚细胞定位。
功能实验：使用siRNA技术在Huh7和Hep3B细胞中敲低HSPH1的表达。通过CCK-8增殖实验和集落形成实验评估HSPH1对HCC细胞增殖和克隆形成能力的影响。
统计学分析
使用IBM SPSS 25.0进行统计分析。卡方检验用于分类变量关联性分析。Kaplan-Meier法和log-rank检验用于生存分析。采用单变量和多变量Cox回归模型评估预后因素，P值<0.05（在多变量分析中为<0.6）被认为具有统计学意义。
研究结果
HSPH1的定位、表达、疾病关联和泛癌分析
HSPH1是HSP110家族成员，位于13号染色体q12.3区域。根据NCBI基因数据库，该基因编码一种参与蛋白质稳态的分子伴侣。细胞器数据库预测HSPH1主要定位于细胞质和细胞核（图1A和B）。比较毒理基因组学数据库（CTD）显示HSPH1与肝癌、乳腺癌、皮肤癌等多种癌症存在关联（图1C）。此外，通过计时器数据库利用TCGA数据进行的泛癌转录组分析表明，HSPH1在乳腺癌、头颈部鳞状细胞癌和肾透明细胞癌等多种肿瘤类型中表达水平升高（图1D）。
图1 HSPH1的定位、表达、疾病关联和泛癌分析
HSPH1在HCC中高表达且与晚期阶段相关
生物信息学分析（TCGA、GSE14520、GSE76427）和实验验证（Western blot、IHC）均一致证实，HSPH1在HCC组织和肝癌细胞系中的mRNA及蛋白水平均显著高于正常肝组织和正常肝细胞系。HSPH1的表达水平与HCC的临床分期（I-IV期）呈显著正相关，即肿瘤分期越晚，HSPH1表达越高。
HSPH1高表达预测HCC不良预后
Kaplan-Meier分析显示，无论是在KMplot数据库、GEO数据集（GSE14520, GSE76427）还是TCGA队列中，HSPH1高表达均与患者更短的总生存期（OS）和无病生存期（DFS）显著相关。
在纳入85例临床样本的分析中，单变量Cox分析显示，HSPH1高表达是OS的显著不良预后因素（HR=2.00, P=0.002）。多变量Cox分析进一步证实，HSPH1高表达（HR=1.70, P=0.02）以及晚期TNM分期和低病理分化是HCC患者OS的独立不良预后因素。
表1 HCC患者5年OS预后因素的单变量和多变量分析
HSPH1与HCC临床病理特征的关系
对85例临床样本的分析表明，HSPH1高表达与更晚的TNM分期（P=0.04）、更差的病理分化（P=0.03）以及更高的血清AFP水平（P=0.02）显著相关。
表2 HSPH1表达与HCC患者临床病理特征的关系
HSPH1的功能与通路分析
促进增殖：在Huh7和Hep3B细胞中敲低HSPH1后，细胞增殖能力（CCK-8检测）和集落形成能力均受到显著抑制。
通路富集：GSEA分析显示，HSPH1高表达组显著富集于细胞增殖和基因组稳定性相关的通路，包括细胞周期、DNA复制和p53信号通路。
免疫浸润：免疫浸润分析显示，HSPH1的表达与多种免疫细胞的浸润水平相关。具体而言，HSPH1表达与激活的记忆CD4+ T细胞、M0巨噬细胞和M1巨噬细胞呈正相关，而与调节性T细胞（Tregs）、静息型肥大细胞和激活的NK细胞呈负相关。
结论
本研究通过生物信息学分析和实验验证，系统地证明了HSPH1在HCC组织和细胞系中均上调。临床上，HSPH1的高表达与晚期TNM分期、低病理分化等更具侵袭性的肿瘤特征相关，并且是HCC患者总生存期的独立不良预后指标。功能上，HSPH1通过参与细胞周期、DNA复制等通路促进HCC细胞的增殖，并可能通过调节巨噬细胞和调节性T细胞等来塑造免疫抑制性的肿瘤微环境。综上所述，HSPH1可作为HCC的候选预后生物标志物，并具有成为潜在治疗靶点的价值。未来需要更大规模的队列和更深入的机制研究来验证这些发现。
Huang T, Xu S, Li M, Lu C, Zhang J. Heat shock protein family H member 1 HSPH1 expression correlates with progression and prognosis of hepatocellular carcinoma. Sci Rep. 2025;15(1):31151. Published 2025 Aug 24. doi:10.1038/s41598-025-16843-3
审批编号：CN-171836 过期日期：2026-11-18
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