Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Tropomodulin 3 (TMOD3) son yıllarda tümörlerde giderek daha fazla çalışılmaktadır. Bu çalışma, TMOD3'ün yumurtalık kanserinde yüksek oranda eksprese olduğunu ve platin direnci ve immün infiltrasyon ile yakından ilişkili olduğunu bildiren ilk çalışmadır. Bu sonuçlar, yumurtalık kanseri için terapötik sonuçların iyileştirilmesine yardımcı olabilir.
Hücre iskeleti, yumurtalık kanserinde platin direncinde önemli bir rol oynar. Tropomodulin 3 (TMOD3) birçok tümörün gelişiminde kritik öneme sahiptir, ancak yumurtalık kanserinin ilaç direncindeki rolü keşfedilmemiştir. Bu çalışma, Gene Expression Omnibus (GEO), The Cancer Genome Atlas (TCGA) ve Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium (CPTAC) veri tabanlarından gelen verileri analiz ederek, over kanseri ve normal dokularda TMOD3 ekspresyonunu karşılaştırdı ve platine duyarlı ve platine dirençli over kanserlerinde platin tedavisi sonrası TMOD3 ekspresyonunu inceledi. Yumurtalık kanseri hastalarında TMOD3'ün genel sağkalım (OS) ve progresyonsuz sağkalım (PFS) üzerindeki etkisini değerlendirmek için Kaplan-Meier yöntemi kullanıldı. TMOD3'ü hedefleyen mikroRNA'lar (miRNA'lar) TargetScan kullanılarak tahmin edildi ve TCGA veri tabanı kullanılarak analiz edildi. TMOD3 ekspresyonu ile immün infiltrasyon arasındaki ilişkiyi belirlemek için Tümör İmmün Tahmin Kaynağı (TIMER) ve tümör-immün sistem etkileşimleri için entegre bir depo portalı (TISIDB) kullanıldı. Yumurtalık kanserinde TMOD3 koekspresyon ağları, LinkedOmics, Etkileşimli Genlerin/Proteinlerin Alınması için Arama Aracı (STRING) ve Ek Açıklama, Görselleştirme ve Entegre Keşif Veritabanı (DAVID) Biyoinformatik kullanılarak araştırıldı. Sonuçlar, TMOD3'ün yumurtalık kanserinde yüksek oranda eksprese edildiğini ve yumurtalık kanserinin derecelendirilmesi, evrelenmesi ve metastazı ile ilişkili olduğunu gösterdi. Platin ile tedavi edilen yumurtalık kanseri hücrelerinde ve hastalarda TMOD3 ekspresyonu önemli ölçüde azalmıştır. Bununla birlikte, platine dirençli yumurtalık kanseri hücrelerinde ve dokularında TMOD3 ekspresyonu, platine duyarlı olanlara göre daha yüksekti. Platin bazlı kemoterapi ile tedavi edilen yumurtalık kanseri hastalarında daha yüksek TMOD3 ekspresyonu daha düşük OS ve PFS ile anlamlı olarak ilişkiliydi. miRNA aracılı transkripsiyon sonrası düzenleme, yumurtalık kanseri ve platine dirençli yumurtalık dokularında yüksek TMOD3 ekspresyonundan muhtemelen sorumludur. TMOD3 mRNA'nın ekspresyonu, yumurtalık kanserinde immün infiltrasyon ile ilişkilendirildi. Bu bulgular, TMOD3'ün yumurtalık kanserinde yüksek oranda eksprese olduğunu ve platin direnci ve immün infiltrasyon ile yakından ilişkili olduğunu göstermektedir.
Over kanseri, dünya çapında jinekolojik tümörlerin ölüm oranında ikinci en yüksek orandır1. Histopatolojiye göre üç tipe ayrılabilir: germ hücreli, gonadal mezenkimal ve epitel tümörleri, hastaların% 90'ı epitelyal over kanseridir. Yumurtalık kanseri ile ilişkili risk faktörleri arasında kalıcı yumurtlama, artmış gonadotropin maruziyeti ve inflamatuar sitokinlerbulunur 2. Yumurtalık kanseri vakalarının %75'inden fazlası ileri evrelere kadar tespit edilmez ve bu da etkili tedavi eksikliğine neden olur. İleri over kanseri olan hastalar, intraperitoneal uygulama ve hedefe yönelik tedavi gibi yeni kemoterapi rejimlerine rağmen 5 yıllık sağkalım oranının %20'sinden daha az olan kötü bir prognoza sahiptir. Yumurtalık kanseri için standart tedavi esas olarak tümör rezeksiyonu ameliyatını takiben platin ve paklitaksel gibi ilaçlarla kemoterapiden oluşur. Bununla birlikte, tümör nüksü vakaların yaklaşık% 70'inde görülür1. Sisplatin, DNA replikasyonu ve transkripsiyonuna müdahale ederek terapötik etkilerini gösterir ve şu anda yumurtalık kanseri kemoterapisinde birinci basamak ajandır. Bununla birlikte, yumurtalık kanseri hastalarının önemli bir kısmı platine dirençlidir3. İlaç akışı, hücresel detoksifikasyon, DNA onarımı, apoptoz ve otofaji gibi çoklu hücresel süreçler, yumurtalık kanseri hücrelerinde platin direncinde kritik öneme sahiptir 4,5,6.
Hücre iskeletindeki değişiklik, over kanserinde platin direncini etkileyen önemli bir mekanizmadır. Son zamanlarda, hücre iskeleti ile ilişkili genlerin genellikle anormal bir şekilde eksprese edildiği ve aktin hücre iskeletinin, sisplatin ile tetiklenen apoptoz7 varlığında önemli ölçüde modifiye edildiği bildirilmiştir. Birçok çalışma, sisplatinin yumurtalık kanseri hücrelerinin nanomekaniğini modüle ettiğini göstermiştir. Hassas hücrelerin hücre sertliği, esas olarak aktin polimerizasyonunun bozulmasıyla katkıda bulunan platin dozuna bağlı olarak artar. Buna karşılık, sisplatine dirençli hücreler, sisplatin tedavisinden sonra hücre sertliğinde önemli bir değişiklik göstermedi8. Ayrıca, Young'ın sisplatine duyarlı yumurtalık kanseri hücrelerinin modülü, atomik kuvvet mikroskobu ile ortaya çıktığı gibi daha düşüktü. Buna karşılık, sisplatine dirençli yumurtalık kanseri hücreleri, uzun aktin stres lifleri ile karakterize bir hücre iskeleti sergiler. Rho GTPaz'ın inhibe edilmesi, bu dirençli hücrelerde sertliği azaltır ve sisplatin duyarlılığını artırır. Tersine, sisplatine duyarlı hücrelerde Rho GTPaz'ın aktive edilmesi, hücre sertliğini arttırır ve sisplatin9'a duyarlılıklarını azaltır. Bir tümör baskılayıcı gen olan çoklu uçbirleştirmeli (RBPMS) RNA bağlayıcı protein, hücre iskeleti ağının protein ekspresyonunu düzenleyerek ve hücre bütünlüğünü koruyarak yumurtalık kanseri hücrelerinde sisplatin direncini azaltır10. Aktin stres lifleri, A2780 / CP hücrelerinde A2780 hücrelerine kıyasla daha belirgindir. Yumurtalık kanseri hücrelerinde ilaç direncinin gelişmesi, aktin hücre iskeletinin kapsamlı bir şekilde yeniden düzenlenmesine neden olur, böylece hücresel mekanik özellikleri, motiliteyi ve hücre içi ilaç taşınmasını etkiler11.
TMOD3, aktin filamentlerinin12 yavaş büyüyen (sivri) uçlarını kapatarak aktinin depolimerizasyonunu önleyen hücre iskeleti düzenleyici bir proteindir. TMOD3, aktin dinamiklerini düzenleyerek farklı hücre tiplerinde farklı roller oynar ve hücre şeklinin teşvik edilmesi, hücre göçü ve kas kasılması gibi çeşitli süreçlere katılır. Farelerde TMOD3 delesyonunun E14.5-E18.5'te embriyonik ölüme yol açtığı gösterilmiştir, bu da TMOD3'ün embriyonik gelişimde kritik bir faktör olabileceğini düşündürmektedir13. Kök ve progenitör hücrelerdeki biyolojik işlevlerine dayanarak, TMOD3 tümör ilerlemesinde önemli bir rol oynayabilir. Hepatosellüler karsinomda TMOD3, MAPK/ERK sinyal yolunu14 aktive ederek hepatosellüler karsinom hücrelerinin büyümesini, istilasını ve göçünü teşvik eder ve epidermal büyüme faktörü reseptörü15 ile etkileşim yoluyla PI3K-AKT yolunu aktive ederek uzak metastazı teşvik eder. MiRNA-490-3p, TMOD316'yı hedefleyerek hepatosellüler karsinom hücre proliferasyonunu ve invazyonunu inhibe eder. MiR-145, TMOD317'yi inhibe ederek radyasyona dirençli küçük hücreli dışı akciğer kanserinin radyosensitivitesini artırır. İn vitro deneyler, TMOD3'ün lizil oksidaz homologu 2 (LOXL2) 18 ile etkileşim yoluyla hücre iskeletini düzenleyerek özofagus kanseri hücrelerinin istilasına aracılık ettiğini ortaya koydu. Ek olarak, proteomik analiz, TMOD3'ün yüksek ekspresyonunun apoptotik yol19 yoluyla akciğer kanserinde etoposid kemorezistansına potansiyel olarak aracılık edebileceğini ortaya koydu. TMOD3 son yıllarda tümörlerde giderek daha fazla çalışılmasına rağmen, TMOD3'ün over kanseri ve kemoterapideki rolü hakkında hala bir rapor bulunmamaktadır.
Bu çalışma, TMOD3'ün yumurtalık kanserinde yukarı regüle edildiğini buldu. Özellikle, TMOD3'ün yukarı regülasyonu platin direnci ile ilişkilendirildi. Bu çalışmada ayrıca over kanserinde TMOD3'ün prognostik değeri ve tümör immün infiltrasyonu ile ilişkisi değerlendirilmiştir. Bu çalışma, yumurtalık kanserinde TMOD3'ün aşırı ekspresyonunun platin direnci ile ilişkili olduğunu düşündürmektedir.
1. Gen İfadesi Omnibus (GEO)
NOT: Yumurtalık kanserinde, platin ilaçlarla tedavi edilen yumurtalık kanserinde ve ilaca dirençli yumurtalık kanserinde TMOD3 ekspresyonu GEO veri setlerinden türetilmiştir. Tüm veri kümelerinin çalışma türü, diziye göre ifade profili oluşturmaydı ve organizmalar Homo sapiens idi.
2. TNM konusu
NOT: TNMplot, Kanser Genom Atlası (TCGA), Etkili Tedaviler Oluşturmak için Terapötik Araştırma (TARGET) ve Genotip-Doku Ekspresyonu (GTEx) havuzlarından20 RNA-seq verilerini kullanır. Normal over dokularında ve over kanserinde TMOD3 ekspresyonu TNMplot kullanılarak analiz edildi.
3. UALCAN
NOT: Birmingham'daki ALabama Üniversitesi CANcer veri analizi Portalı (UALCAN), halka açık kanser verilerini analiz etmek için kullanıcı dostu bir çevrimiçi kaynaktır21. CPTAC verilerinde normal doku ve over kanserinde TMOD3'ün protein düzeyi ekspresyonu UALCAN kullanılarak analiz edildi.
4. KM-plotter prognostik analizi
NOT: Over kanserinde TMOD3'ün prognostik değeri, genel sağkalım (OS) ve progresyonsuz sağkalım (PFS) dahil olmak üzere Kaplan Meier plotter (KM-plotter) kullanılarak analiz edildi22.
5. ROC çizici
NOT: Alıcı İşletim Karakteristik Eğrisi (ROC) Çizici, platin bazlı kemoterapiye dirençli veya duyarlı hastalarda TMOD3 ekspresyonunu analiz etmek için kullanıldı ve ilgili genin ROC eğrileri ile öngörücü bir belirteç olarak doğrulanmasına izin verdi. Transkriptom düzeyindeki ROC plotter veri setleri esas olarak TCGA ve GEO veri tabanlarından alınmıştır ve 1816 yumurtalık kanseri hastasından alınan tedavi ve yanıt verilerini içerir23.
6. mRNA-miRNA analizi
NOT: TMOD3'ü hedefleyen miRNA'lar TargetScan24 ile tahmin edildi ve daha sonra TMOD3'ün TCGA yumurtalık kanseri veri setindeki bu miRNA'larla korelasyonu cBioportal25 ile analiz edildi. Daha sonra, yukarıdaki sonuç Cytoscape26 tarafından görselleştirildi. Sisplatine duyarlı ve ilaca dirençli yumurtalık kanseri hastalarında MiRNA ekspresyonu LinkedOmics27 ile analiz edildi.
7. İmmüno-infiltrasyon analizi
NOT: İnsan Protein Atlası (HPA) veritabanı, TMOD3'ün çeşitli bağışıklık hücrelerindeki dağılımını analiz etmek için kullanılmıştır. TIMER, birden fazla kanser türüyle ilişkili immün infiltrasyonu analiz eden kullanışlı bir çevrimiçi veritabanıdır28. Bu çalışmada, TMOD3 mRNA ekspresyonu ile yumurtalık kanseri saflığı ve bağışıklık hücresi infiltrasyonu arasındaki ilişkiyi analiz etmek için TIMER kullanılmıştır. TISIDB, tümör-bağışıklık sistemi etkileşimleri için çevrimiçi bir portaldır29. Bu çalışmada over kanserinde TMOD3 ile immünomodülatörler arasındaki korelasyonu belirlemek için TISIDB kullanılmıştır.
8. Yumurtalık kanserinde TMOD3 koekspresyon ağları
NOT: TMOD3 ile birlikte eksprese edilen genler LinkedOmics tarafından analiz edildi ve TOP50 genleri ısı haritaları ile görüntülendi. TMOD3 ile etkileşen genler STRING30 ile tahmin edildi. Daha sonra, örtüşen genler Venn şeması ile gösterildi. Örtüşen genler, Gen Ontolojisi Biyolojik Süreç (GO-BP), Gen Ontolojisi Hücresel Bileşen (GO-CC), Gen Ontolojisi Moleküler Fonksiyonu (GO-MF) ve Kyoto Genler ve Genomlar Ansiklopedisi (KEGG) yolları için DAVID31tarafından işlevsel olarak açıklandı.
9. CTD veritabanı
NOT: CTD veritabanı, kimya, genler, fenotipler, hastalık ve çevre arasındaki ilişkileri analiz etmek için yeni bir araçtır32. CTD veritabanı, TMOD3'ü hedef alan ilaçları tahmin eder. PubChem veri tabanı daha sonra ilacın kesin moleküler yapısını belirlemek için kullanılır.
Yumurtalık kanserinde TMOD3 ekspresyonu
İlk olarak, GEO veri tabanı, TMOD3'ün mRNA ekspresyon seviyelerinin GSE51088 ve GSE66957 mikrodizi veri kümelerinde yükseldiğini gösterdi (Şekil 1A,B). TMOD3 ayrıca TNMplot web aracı ile normal over dokularına kıyasla over kanserinde yüksek oranda eksprese edildi (Şekil 1C). CPTAC verilerinin UALCAN web aracı ile analizi, TMOD3 protein s...
Hücre iskeleti, çeşitli tümörlerin gelişimi ve ilerlemesi, tedavisi ve prognozunda gerekli kabul edilmiştir52. Eritrositler ve kardiyovasküler sistem53 ile sınırlı olan TMOD1 ve sinir sistemi54 ile sınırlı olan TMOD2 ile karşılaştırıldığında, TMOD3 her yerde bulunan bir dağılıma sahiptir, bu da sistemik tümörlerde TMOD3 çalışmasını daha popüler hale getirir 14,15,16,17,18,19
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması bildirmemektedir.
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı'ndan (No. 32171143, 31771280) ve Jiangsu İl Eğitim Bakanlığı Doğa Bilimleri Vakfı'ndan (No. 18KJD360003, 21KJD320004) alınan hibelerle desteklenmiştir.
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) |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır