Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
* Эти авторы внесли равный вклад
Тропомодулин-3 (TMOD3) в последние годы все чаще изучается в опухолях. Это исследование является первым, в котором сообщается, что TMOD3 высоко экспрессируется при раке яичников и тесно связан с резистентностью к платине и иммунной инфильтрацией. Эти результаты могут помочь улучшить терапевтические результаты при раке яичников.
Цитоскелет играет важную роль в резистентности к платине при раке яичников. Тропомодулин-3 (TMOD3) имеет решающее значение в развитии многих опухолей, но его роль в лекарственной устойчивости рака яичников остается неизученной. Анализируя данные из баз данных Gene Expression Omnibus (GEO), The Cancer Genome Atlas (TCGA) и Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium (CPTAC), в этом исследовании сравнивалась экспрессия TMOD3 в раке яичников и нормальных тканях, а также изучалась экспрессия TMOD3 после лечения платиной при чувствительном к платине и резистентном к платине раке яичников. Метод Каплана-Мейера был использован для оценки влияния TMOD3 на общую выживаемость (ОВ) и выживаемость без прогрессирования (ВБП) у пациенток с раком яичников. МикроРНК (микроРНК), нацеленные на TMOD3, были предсказаны с помощью TargetScan и проанализированы с помощью базы данных TCGA. Для определения взаимосвязи между экспрессией TMOD3 и иммунной инфильтрацией были использованы Tumor Immune Estimation Resource (TIMER) и интегрированный портал репозитория для взаимодействия опухоли и иммунной системы (TISIDB). Сети коэкспрессии TMOD3 при раке яичников были изучены с помощью LinkedOmics, инструмента поиска для извлечения взаимодействующих генов/белков (STRING) и биоинформатики базы данных для аннотаций, визуализации и интегрированных открытий (DAVID). Результаты показали, что TMOD3 был высоко экспрессирован при раке яичников и был связан с классификацией, стадированием и метастазированием рака яичников. Экспрессия TMOD3 была значительно снижена в клетках рака яичников, получавших платину, и у пациентов. Тем не менее, экспрессия TMOD3 была выше в платинорезистентных клетках и тканях рака яичников по сравнению с чувствительными к платине. Более высокая экспрессия TMOD3 была в значительной степени связана с более низкими ОВ и ВБП у пациентов с раком яичников, получавших химиотерапию на основе платины. Посттранскрипционная регуляция, опосредованная микроРНК, вероятно, ответственна за высокую экспрессию TMOD3 в раке яичников и платинорезистентных тканях яичников. Экспрессия мРНК TMOD3 была связана с иммунной инфильтрацией при раке яичников. Эти результаты указывают на то, что TMOD3 высоко экспрессируется при раке яичников и тесно связан с резистентностью к платине и иммунной инфильтрацией.
Рак яичников занимает второе место в мире по смертности от гинекологических опухолей1. На основе гистопатологии его можно классифицировать на три типа: герминоглеточные, гонадные, мезенхимальные и эпителиальные опухоли, из которых 90% пациентов относятся к эпителиальному раку яичников. Факторы риска, связанные с раком яичников, включают стойкую овуляцию, повышенное воздействие гонадотропина и воспалительные цитокины2. Более 75% случаев рака яичников не выявляются до поздних стадий, что приводит к отсутствию эффективного лечения. Пациенты с прогрессирующим раком яичников имеют плохой прогноз, с менее чем 20% от 5-летней выживаемости, несмотря на новые схемы химиотерапии, такие как внутрибрюшинное введение и таргетная терапия. Стандартное лечение рака яичников в основном состоит из операции по резекции опухоли с последующей химиотерапией такими препаратами, как платина и паклитаксел. Тем не менее, рецидив опухоли происходит примерно в 70% случаев1. Цисплатин оказывает свое терапевтическое действие, препятствуя репликации и транскрипции ДНК, и в настоящее время является агентом первой линии в химиотерапии рака яичников. Тем не менее, значительная часть пациентов с раком яичников устойчивы к платине3. Множественные клеточные процессы, такие как отток лекарств, клеточная детоксикация, репарация ДНК, апоптоз и аутофагия, имеют решающее значение для резистентности к платине в клетках рака яичников 4,5,6.
Изменение в цитоскелете является важным механизмом, влияющим на резистентность к платине при раке яичников. Недавно сообщалось, что гены, связанные с цитоскелетом, обычно экспрессируются аберрантно, а актиновый цитоскелет значительно модифицируется в присутствии цисплатин-индуцированного апоптоза. Многие исследования показали, что цисплатин модулирует наномеханику клеток рака яичников. Клеточная жесткость чувствительных клеток увеличивается с применением платины в зависимости от дозы, в основном за счет нарушения полимеризации актина. Напротив, резистентные к цисплатину клетки не показали существенных изменений в жесткости клеток после лечения цисплатином8. Кроме того, модули Юнга для цисплатин-чувствительных раковых клеток яичников были ниже, что было выявлено с помощью атомно-силовой микроскопии. Напротив, цисплатин-резистентные раковые клетки яичников демонстрируют цитоскелет, характеризующийся длинными стрессовыми волокнами актина. Ингибирование Rho GTPase снижает жесткость и повышает чувствительность к цисплатину в этих резистентных клетках. И наоборот, активация Rho GTPase в чувствительных к цисплатину клетках увеличивает жесткость клеток и снижает их чувствительность к цисплатину9. РНК-связывающий белок с множественным сплайсингом (RBPMS), ген-супрессор опухолей, снижает резистентность к цисплатину в клетках рака яичников, регулируя экспрессию белка в цитоскелетной сети и поддерживая клеточную целостность10. Актиновые стрессовые волокна более выражены в клетках A2780/CP по сравнению с клетками A2780. Развитие лекарственной устойчивости в клетках рака яичников вызывает обширную реорганизацию актинового цитоскелета, тем самым влияя на клеточные механические свойства, подвижность и внутриклеточный транспорт лекарственных препаратов11.
TMOD3 представляет собой цитоскелет-регуляторный белок, который предотвращает деполимеризацию актина путем закрытия медленно растущих (заостренных) концов актиновых филаментов12. TMOD3 играет различные роли в разных типах клеток, регулируя динамику актина, и участвует в различных процессах, таких как содействие формированию клетки, миграции клеток и сокращению мышц. Было показано, что делеция TMOD3 у мышей приводит к гибели эмбриона в E14,5-E18,5, что позволяет предположить, что TMOD3 может быть критическим фактором в эмбриональном развитии13. Основываясь на своих биологических функциях в стволовых клетках и клетках-предшественниках, TMOD3 может играть важную роль в прогрессировании опухоли. При гепатоцеллюлярной карциноме TMOD3 способствует росту, инвазии и миграции клеток гепатоцеллюлярной карциномы путем активации сигнального пути MAPK/ERK14 и способствует отдаленному метастазированию, активируя путь PI3K-AKT посредством взаимодействия с рецептором эпидермального фактора роста15. MiRNA-490-3p ингибирует пролиферацию и инвазию клеток гепатоцеллюлярной карциномы, нацеливаясь на TMOD316. MiR-145 улучшает радиочувствительность радиационно-резистентного немелкоклеточного рака легкого за счет ингибирования TMOD317. Эксперименты in vitro показали, что TMOD3 опосредует инвазию клеток рака пищевода, регулируя цитоскелет через взаимодействие с гомологом лизилоксидазы 2 (LOXL2)18. Кроме того, протеомный анализ показал, что высокая экспрессия TMOD3 потенциально может опосредовать этопозидную химиорезистентность при раке легких через апоптотический путь19. Хотя TMOD3 все чаще изучается в опухолях в последние годы, до сих пор нет сообщений о роли TMOD3 в развитии рака яичников и химиотерапии.
Это исследование показало, что TMOD3 активируется при раке яичников. Примечательно, что повышенная регуляция TMOD3 была связана с резистентностью к платине. В этом исследовании также оценивалась прогностическая ценность TMOD3 при раке яичников и его корреляция с иммунной инфильтрацией опухоли. Это исследование предполагает, что гиперэкспрессия TMOD3 при раке яичников связана с резистентностью к платине.
1. Омнибус экспрессии генов (GEO)
ПРИМЕЧАНИЕ: Экспрессия TMOD3 при раке яичников, при раке яичников, получавших препараты платины, и при лекарственно-устойчивом раке яичников была получена из наборов данных GEO. Типом исследования для всех наборов данных было профилирование экспрессии по массиву, а организмы были Homo sapiens.
2. TNMplot
ПРИМЕЧАНИЕ: TNMplot использует данные РНК-секвенирования из репозиториев Атласа генома рака (TCGA), Терапевтических исследований для создания эффективных методов лечения (TARGET) и экспрессии генотипа-тканей (GTEx)20. Экспрессия TMOD3 в нормальных тканях яичников и раке яичников была проанализирована с помощью TNMplot.
3. УАЛКАН
ПРИМЕЧАНИЕ: Портал анализа данных CANcer Университета Алабамы в Бирмингеме (UALCAN) является удобным онлайн-ресурсом для анализа общедоступных данных о раке21. Экспрессия TMOD3 на уровне белка в нормальных тканях и раке яичников по данным CPTAC была проанализирована с помощью UALCAN.
4. Прогностический анализ KM-плоттера
ПРИМЕЧАНИЕ: Прогностическое значение TMOD3 при раке яичников было проанализировано с помощью плоттера Каплана Мейера (KM-плоттер), включая общую выживаемость (ОВ) и выживаемость без прогрессирования (ВБП)22.
5. Плоттер ROC
ПРИМЕЧАНИЕ: Плоттер Receiver Operating Characteristic Curve (ROC) был использован для анализа экспрессии TMOD3 у пациентов с резистентностью или чувствительностью к химиотерапии на основе платины и позволяет проверить интересующий ген в качестве прогностического маркера с помощью кривых ROC. Наборы данных ROC-плоттера на уровне транскриптома в основном взяты из баз данных TCGA и GEO и содержат данные о лечении и ответе 1816 пациентов с раком яичников23.
6. Анализ мРНК-микроРНК
Примечание: МикроРНК, нацеленные на TMOD3, были предсказаны с помощью TargetScan24, а затем корреляция TMOD3 с этими микроРНК в наборе данных TCGA о раке яичников была проанализирована с помощью cBioportal25. Затем приведенный выше результат был визуализирован с помощью Cytoscape26. Экспрессия микроРНК у пациенток с цисплатин-чувствительным и лекарственно-устойчивым раком яичников была проанализирована с помощью LinkedOmics27.
7. Иммуноинфильтрационный анализ
Примечание: База данных Human Protein Atlas (HPA) была использована для анализа распределения TMOD3 в различных иммунных клетках. TIMER – это удобная онлайн-база данных, которая анализирует иммунную инфильтрацию, связанную с множественными типами рака28. В этом исследовании использовался TIMER для анализа взаимосвязи между экспрессией мРНК TMOD3 и чистотой рака яичников, а также инфильтрацией иммунных клеток. TISIDB – это онлайн-портал для взаимодействия опухоли и иммунной системы29. В этом исследовании использовался TISIDB для определения корреляции между TMOD3 и иммуномодуляторами при раке яичников.
8. Сети коэкспрессии TMOD3 при раке яичников
ПРИМЕЧАНИЕ: Гены, экспрессируемые совместно с TMOD3, были проанализированы с помощью LinkedOmics, а гены TOP50 были отображены с помощью тепловых карт. Гены, взаимодействующие с TMOD3, были предсказаны с помощью STRING30. Затем перекрывающиеся гены были отображены с помощью диаграммы Венна. Перекрывающиеся гены были функционально аннотированы с помощью DAVID31для путей Gene Ontology Biological Process (GO-BP), Gene Ontology Cellular Component (GO-CC), Gene Ontology Molecular Function (GO-MF) и Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG).
9. База данных CTD
Примечание: База данных CTD является новым инструментом для анализа взаимосвязей между химией, генами, фенотипами, болезнямии окружающей средой. База данных CTD прогнозирует препараты, нацеленные на TMOD3. Затем база данных PubChem используется для определения окончательной молекулярной структуры препарата.
Экспрессия TMOD3 при раке яичников
Во-первых, база данных GEO показала, что уровни экспрессии мРНК TMOD3 были повышены в наборах данных микрочипов GSE51088 и GSE66957 (рис. 1A, B). TMOD3 также был высоко экспрессирован при раке яичников по сравнению с но...
Цитоскелет считается важным в развитии и прогрессировании, лечении и прогнозе различных опухолей52. По сравнению с TMOD1, который ограничен эритроцитами и сердечно-сосудистой системой53, и TMOD2, который ограничен нервной системой54, TMO...
Авторы не сообщают о конфликте интересов.
Работа выполнена при поддержке грантов Национального фонда естественных наук Китая (No 32171143, 31771280) и грантов Фонда естественных наук Департамента образования провинции Цзянсу (No 18KJD360003, 21KJD320004).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
cBioportal | Memorial Sloan Kettering Cancer Center | Correlation analysis of TMOD3 with targeted miRNAs (https://www.cbioportal.org) | |
CTD database | North Carolina State University | To analyze the relationships between chemistry, genes, phenotype, disease, and environment (https://ctdbase.org/) | |
Cytoscape | National Institute of General Medical Sciences of the National Institutes of Health | Network Data Integration, Analysis, and Visualization (www.cytoscape.org/) | |
DAVID | Frederick National Laboratory for Cancer Research | A comprehensive set of functional annotation tools for investigators to understand the biological meaning behind large lists of genes(https://david.ncifcrf.gov/) | |
GEO | NCBI | Gene expression analysis (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/ ) | |
HPA | Knut & Alice Wallenberg foundation | The Human Protein Atlas (HPA) database helped analyze the distribution of TMOD3 in various immune cells (https://www.proteinatlas.org/) | |
KM-plotter | Department of Bioinformatics of the Semmelweis University | Prognostic Analysis (https://kmplot.com/analysis/) | |
LinkedOmics | Baylor College of Medicine | A platform for biologists and clinicians to access, analyze and compare cancer multi-omics data within and across tumor types (http://www.linkedomics.org/) | |
PubChem database | U.S. National Library of Medicine | To determine the definitive molecular structure of the drug | |
ROC Plotter | Department of Bioinformatics of the Semmelweis University | Validation of the interest gene as a predictive marker (http://www.rocplot.org/) | |
STRING | Swiss Institute of Bioinformatics | Coexpression networks analysis(https://string-db.org) | |
TargetScan | Whitehead Institute for Biomedical Research | Prediction of miRNA targets (www.targetscan.org/) | |
TIMER | Harvard University | Systematical analysis of immune infiltrates across diverse cancer types (https://cistrome.shinyapps.io/timer/) | |
TISIDB | The University of Hong Kong | A web portal for tumor and immune system interaction(http://cis.hku.hk/TISIDB/) | |
TNMplot | Department of Bioinformatics of the Semmelweis University | Gene expression analysis (https://www.tnmplot.com/ ) | |
UALCAN | The University of ALabama at Birmingham | Gene expression analysis (http://ualcan.path.uab.edu) |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены