Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ВЛИЯНИЕ АБЕРРАНТНОЙ ЭКСПРЕССИИ МИКРОРНК НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ ОПУХОЛЕЙ ПРЯМОЙ КИШКИ

Кутилин Д.С. 1 Гусарева М.А. 1 Кошелева Н.Г. 1 Габричидзе П.Н. 1 Донцов В.А. 1 Легостаев В.М. 1 Шляхова О.В. 1 Лиман Н.А. 1 Солнцева А.А. 1 Васильева Е.О. 1
1 ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Лучевая терапия - один из главных методов лечения опухолей прямой кишки. В современной радиотерапевтической практике отсутствие положительной реакции у больных на предоперационное облучение достаточно распространено, что обусловлено формированием радиорезистентности опухолевых клеток, ассоциированной с аномалиями на генетическом и эпигенетическом уровне. Так, ранее нами была выявлена связь транскрипционной активности генетических локусов BRCA2, H2AX, RBBP8, CASP9 и BCL2 с эффективностью лучевой терапии у больных раком прямой кишки. Поэтому целью исследования стала идентификация с помощью биоинформационного анализа микроРНК, таргетирующих гены BRCA2, H2AX, RBBP8, CASP9 и BCL2, и изучение влияния изменения экспрессии этих микроРНК на эффективность лучевой терапии опухолей прямой кишки. Биоинформационный поиск микроРНК, таргетирующих гены BRCA2, H2AX, RBBP8, CASP9 и BCL2, осуществляли с использованием модифицированного алгоритма TarPmiR и базы данных mirDB. Относительную экспрессию микроРНК оценивали методом RT-qPCR. Проведенный биоинформационный анализ позволил установить, что гены BRCA2, H2AX, RBBP8, CASP9 и BCL2 таргетируются 1338 микроРНК, из которых валидированы в базе данных miRDB и обладают минимальной свободной энергией взаимодействия с мРНК 26 микроРНК (9 для BCL2, 2 для BRCA2, 12 для CASP9, 2 для H2AX и 1 для RBBP8). Профилирование экспрессии 26 микроРНК в нормальных и опухолевых тканях у больных раком прямой кишки с полным регрессом опухоли (группа 1, n=17) и с незначительным регрессом опухоли или отсутствием динамики (группа 2, n=15) позволило выявить 13 дифференциально экспрессирующихся микроРНК (miR-1249-5p, miR-6874-5p, miR-4728-5p, miR-6808-5p, miR-3202, miR-5195-3p, miR-6820-3p, miR-557, miR-6757-3p, miR-1273h-5p,miR-6737-5p, miR-130b и miR-6819-5p), регулирующих системы апоптоза и репарации ДНК, и ассоциированных с эффективность/неэффективностью лучевой терапии опухолей прямой кишки.
лучевая терапия
рак прямой кишки
микроРНК
сигнальные пути
апоптоз
репарация днк
радиорезистентность
1. Кутилин Д.С., Кошелева Н.Г., Гусарева М.А., Харагезов Д.А., Донцов В.А., Полуэктов С.И., Зема Т.В., Лиман Н.А., Шляхова О.В., Удаленкова И.А. Влияние транскрипционной активности генов, регулирующих репарацию ДНК, на эффективность лучевой терапии опухолей прямой кишки. Современные проблемы науки и образования. 2019. № 6. [Электронный ресурс]. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=29353 (дата обращения: 23.11.2020).
2. Кит О.И., Франциянц Е.М., Никипелова Е.А., Комарова Е.Ф., Козлова Л.С., Таварян И.С., Аверкин М.А., Черярина Н.Д. Изменения маркеров пролиферации, неоангиогенеза и системы активации плазминогена в ткани рака прямой кишки // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2015. № 2 (114). С. 40-45.
3. Fazeli M.S., Keramati M.R. Rectal cancer: a review. Med. J. Islam Repub. Iran. 2015. V. 29. P. 171.
4. Glimelius B. The Swedish Approach. In: Kwaan M., Zbar A. (eds). Comprehensive Rectal Cancer Care. Springer, Cham, 2019. Р. 335-353.
5. Кутилин Д.С. Регуляция экспрессии генов раково-тестикулярных антигенов у больных колоректальным раком // Молекулярная биология. 2020. Т. 54. № 4. С. 580-595.
6. Ding J., Li X., Hu H. TarPmiR: a new approach for microRNA target site prediction. Bioinformatics. 2016. V. 32 (18). Р. 2768‐2775.
7. Димитриади Т.А., Бурцев Д.В., Дженкова Е.А., Кутилин Д.С. Дифференциальная экспрессия микроРНК и их генов-мишеней при цервикальных интраэпителиальных неоплазиях разной степени тяжести // Успехи молекулярной онкологии. 2020. № 7 (2). Р. 47-61.
8. Balcells I., Cirera S., Busk P.K. Specific and sensitive quantitative RT-PCR of miRNAs with DNA primers. BMC biotechnology. 2011. V. 11 (1). Р. 70.
9. Vandesompele J., De Preter K., Pattyn F. Poppe B., Van Roy N., De Paepe A., Speleman F. Accurate normalization of real-time quantitative RT-PCR data by geometric averaging of multiple internal control genes. Genome Biol. 2002. V. 3. research0034.1.
10. Backes C., Khaleeq Q.T., Meese E., Keller A. miEAA: microRNA enrichment analysis and annotation. Nucleic Acids Res. 2016. V. 44 (W1). P. W110-6.
11. Urbańska K., Orzechowski A. Unappreciated Role of LDHA and LDHB to Control Apoptosis and Autophagy in Tumor Cells. Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20 (9). P. 2085.
12. Ayoub N., Jeyasekharan A.D., Bernal J.A., Venkitaraman A.R. HP1-beta mobilization promotes chromatin changes that initiate the DNA damage response. Nature. 2008. V. 453 (7195). P. 682-686.
13. Scully R., Xie A. Double strand break repair functions of histone H2AX. Mutat. Res. 2013. V. 750 (1-2). P. 5-14.
14. Кутилин Д.С., Гусарева М.А., Кошелева Н.Г., Габричидзе П.Н., Донцов В.А., Легостаев В.М., Шляхова О.В., Лиман Н.А., Солнцева А.А., Крохмаль Ю.Н. Аберрантная транскрипционная активность генов как фактор радиорезистентности клеток линии HT-29. Современные проблемы науки и образования. 2020. № 3. [Электронный ресурс]. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=29831 (дата обращения: 23.11.2020).
15. Abdelsattar Z.M., Wong S.L., Regenbogen S.E., Jomaa D.M., Hardiman K.M., Hendren S. Colorectal cancer outcomes and treatment patterns in patients too young for average-risk screening. Cancer. 2016. V. 122. P. 929-934.

Среди онкологических заболеваний по числу летальных исходов 4-е место занимают злокачественные новообразования кишечника. В данной группе наибольший процент составляют опухоли прямой кишки [1; 2]. В настоящее время для лечения рака прямой кишки применяют комбинированные протоколы, отличающиеся от протоколов для других отделов кишечника, так как сочетают предоперационную лучевую терапию (в стандартном варианте - разовая очаговая доза (РОД) 2,4 Гр до суммарной очаговой дозы (СОД) 54 Гр) и последующее хирургическое вмешательство [3; 4]. Анализ результатов отечественной и мировой радиотерапевтической практики показывает наличие большого числа (до 30-40%) случаев с радиорезистентностью опухолей, обусловленной молекулярными (генетическими/эпигенетическими) аномалиями в опухолевых клетках, в частности аберрантной экспрессией определенных групп генов. Ранее нами было показано, что транскрипционная активность генетических локусов, регулирующих системы репарации (RBBP8, H2AX, BRCA2), пролиферации и апоптоза (CASP9, BCL2), связана с эффективностью проводимой лучевой терапии у больных раком прямой кишки [1]. Как известно, важнейшими регуляторами транскрипционной активности генов являются микроРНК, представляющие собой некодирующие одноцепочечные РНК, содержащие приблизительно два десятка нуклеотидов, осуществляющие регуляцию трансляции и деградации матричной РНК посредством связывания с комплементарными сайтами в нетранслируемых участках молекул последних, служащих их мишенями [5].

Поэтому целью исследования стало выявление с помощью биоинформационного анализа микроРНК, таргетирующих гены RBBP8, H2AX, BRCA2, CASP9 и BCL2, и изучение влияния изменения экспрессии этих микроРНК на эффективность лучевой терапии опухолей прямой кишки.

Материалы и методы исследования

Биоинформационный поиск микроРНК, таргетирующих гены RBBP8, H2AX, BRCA2, CASP9 и BCL2, осуществляли с использованием модифицированного алгоритма TarPmiR и базы данных mirDB. TarPmiR для прогнозирования сайта связывания мРНК и микроРНК использует алгоритм машинного обучения random forest («случайный лес»), сочетающий в себе метод случайных подпространств и метод бэггинга Бреймана. Результатом работы алгоритма является значение вероятности того, что обнаруженный сайт-мишень кандидат и есть истинный сайт-мишень [6; 7].

В исследовании участвовали 32 пациента (возраст от 45 до 65 лет), госпитализированных в ФГБУ «НМИЦ онкологии» с диагнозом аденокарцинома прямой кишки (G1-2). До лучевой терапии (ЛТ) от этих пациентов при проведении видеоколоноскопии (ВКС) получали препараты биопсии - фрагменты немалигнизированных (нормальных) и опухолевых тканей прямой кишки. Фрагменты ткани, извлеченные во время биопсии, мгновенно замораживали при минус 195 °C и в последующем использовали для выделения суммарной РНК. ЛТ проводили по стандартной схеме - РОД 2,4 Гр, СОД 54,0 Гр - на линейном ускорителе частиц Novalis TX.

Препараты суммарной РНК выделяли методом фенол-хлороформной экстракции в модификации [7]. Для выявления микроРНК и малой РНК U6 препараты суммарной РНК подвергали реакции обратной транскрипции (ОТ), которая проводилась одновременно с полиаденилированием РНК, с использованием специфичных RT-праймеров. Олигонуклеотидные праймеры были разработаны нами с использованием алгоритма предложенного Balcells I. [8]. Реакцию ОТ проводили в одном повторе, отдельно для каждой микроРНК, для этого использовали лиофилизированную смесь «Мастер-микс ОТ» («Вектор-Бест», Россия). ОТ проводили при 16 °С (15 минут), далее при 42 °С (15 минут), обратную транскриптазу инактивировали инкубацией при 95 °С в течение 2 минут [7].

Относительную экспрессию микроРНК оценивали методом RT-qPCR. Постановку RT-qPCR каждого образца проводили в 3 повторах. Для подбора референсных локусов оценивали стабильность экспрессии микроРНК по алгоритму geNorm [9]. Первоначальный список предполагаемых референсных локусов для микро-РНК включал: miR-191; miR-23a и U6. С помощью geNorm для нормализации данных по экспрессии микроРНК был выбран U6. Нормализацию проводили по референсному локусу и уровню экспрессии соответствующих микроРНК в образцах нормальной ткани. Относительную экспрессию микроРНК (RЕmir) определяли по формуле RЕmir=Е-ΔΔCt, где Е - вычисленная эффективность реакции амплификации [5].

Статистический анализ данных проводили с использованием языка программирования Python (библиотека SciPy). Различия между группами оценивались с использованием U-критерия Манна-Уитни, для корректировки множественного сравнения была применена поправка Бонферрони [7]. Также проводили анализ избыточной представленности микроРНК в сигнальных путях (ORA, Over-Representation Analysis). Этот метод определяет долю участия дифференциально экспрессирующихся микроРНК в определенных сигнальных путях, его результатом является получение списка наиболее значимых сигнальных путей. Статистическая значимость в ORA рассчитывалась с применением точного критерия Фишера [10].

Результаты исследования и их обсуждение

Биоинформационный поиск микроРНК, таргетирующих гены RBBP8, H2AX, BRCA2, CASP9 и BCL2, с использованием модифицированного алгоритма TarPmiR, выявил 1338 микроРНК (рис. 1А), из которых валидированы в базе данных miRDB 86 микроРНК (рис. 1Б), в том числе 26 с минимальным значением термодинамического потенциала (свободной энергии) взаимодействия микроРНК и матричной РНК (табл. 1): 9 микроРНК, взаимодействующих с BCL2, 2 микроРНК, взаимодействующие с BRCA2, 12 микроРНК, взаимодействующих с CASP9, 2 микроРНК, взаимодействующие с H2AX, и 1 микроРНК, взаимодействующая с RBBP8.

Таблица 1

МикроРНК, таргетирующие гены RBBP8, H2AX, BRCA2, CASP9 и BCL2, выявленные с использованием алгоритма TarPmiR*

МикроРНК

RefSeq id

Ген

Координаты в геноме

Энергия

AU

Длина участка

связывания, п.н.

Участок

связывания

Валидировано

в miRDB

start

end

hsa-miR-1249-5p

NM_000633

BCL2

3468

3517

-30.1

0.382

49

3UTR

да

hsa-miR-6861-5p

NM_000633

BCL2

3474

3513

-29.6

0.368

20

3UTR

да

hsa-miR-8052

NM_000633

BCL2

4393

4412

-29.3

0.412

19

3UTR

да

hsa-miR-324-3p

NM_000633

BCL2

4680

4700

-28.6

0.618

20

3UTR

да

hsa-miR-6820-3p

NM_000633

BCL2

1670

1701

-28.1

0.456

31

3UTR

да

hsa-miR-4717-5p

NM_000633

BCL2

2322

2364

-28.0

0.368

18

3UTR

да

hsa-miR-3943

NM_000633

BCL2

2750

2774

-27.8

0.632

24

3UTR

да

hsa-miR-557

NM_000633

BCL2

2549

2584

-27.6

0.5

20

3UTR

да

hsa-miR-4690-5p

NM_000633

BCL2

2147

2172

-27.3

0.426

25

3UTR

да

 

hsa-miR-6757-3p

NM_000059

BRCA2

10786

10812

-25.7

0.412

26

3UTR

да

hsa-miR-7151-3p

NM_000059

BRCA2

10797

10825

-25.1

0.441

20

3UTR

да

 

hsa-miR-6779-5p

XM_011542273

CASP9

1482

1537

-34.3

0.441

35

3UTR

да

hsa-miR-1273h-5p

NM_032996

CASP9

2555

2590

-33.1

0.456

23

3UTR

да

hsa-miR-6812-5p

NM_001229

CASP9

2593

2622

-30.6

0.441

29

3UTR

да

hsa-miR-6737-5p

NM_032996

CASP9

1329

1347

-30.1

0.5

18

3UTR

да

hsa-miR-661

XM_011542273

CASP9

1516

1552

-29.8

0.456

36

3UTR

да

hsa-miR-6799-5p

NM_032996

CASP9

2609

2656

-29.7

0.574

23

3UTR

да

hsa-miR-6893-5p

NM_032996

CASP9

2442

2484

-28.5

0.574

42

3UTR

да

hsa-miR-6819-5p

NM_032996

CASP9

1329

1347

-27.0

0.5

18

3UTR

да

hsa-miR-6874-5p

NM_001278054

CASP9

2505

2535

-26.6

0.559

30

3UTR

да

hsa-miR-4728-5p

NM_001229

CASP9

2906

2925

-26.3

0.426

19

3UTR

да

hsa-miR-6808-5p

NM_032996

CASP9

1588

1610

-26.2

0.471

22

3UTR

да

hsa-miR-30b-3p

XM_011542273

CASP9

1967

1987

-25.6

0.485

20

3UTR

да

 

hsa-miR-3202

NM_002105

H2AFX

620

639

-20.3

0.221

19

3UTR

да

hsa-miR-5195-3p

NM_002105

H2AFX

1478

1504

-23.8

0.471

26

3UTR

да

 

hsa-miR-130b-3p

NM_002894

RBBP8

3196

3215

-23.7

0.676

19

3UTR

да

* - представлены только микроРНК, валидированные в базе данных miRDB и с минимальной свободной энергией взаимодействия микроРНК и матричной РНК.

Рис. 1. А - все микроРНК, таргетирующие гены RBBP8, H2AX, BRCA2, CASP9 и BCL2, выявленные с использованием алгоритма TarPmiR. Б - микроРНК, выявленные с использованием алгоритма TarPmiR и валидированные в базе данных miRDB

Для 26 микроРНК, выявленных с использованием биоинформационных подходов, проведено профилирование экспрессии в нормальных и опухолевых тканях у больных раком прямой кишки.

Анализ результатов ЛТ опухолей прямой кишки у 32 больных позволил разделить их на 2 группы. У 17 больных после ЛТ был зафиксирован полный регресс опухоли (группа 1), у 8 больных был зафиксирован незначительный регресс опухоли, и у 7 больных отсутствовала динамика изменения размера опухоли (группа 2). В этих двух группах пациентов наблюдалась дифференциальная экспрессия ряда микроРНК (как относительно нормальной ткани, так и относительно каждой из групп). Так, у больных с незначительным регрессом опухоли или отсутствием динамики после лучевой терапии (n=15) выявлено статистически значимое (p<0,05) снижение экспрессии miR-1249 в 2,5 раза относительно экспрессии в нормальной ткани и в 2,3 раза относительно экспрессии в опухолевой ткани больных с полным регрессом опухоли, снижение экспрессии miR-6820 в 1,7 раза относительно экспрессии в нормальной ткани и в 1,6 раза относительно экспрессии в опухолевой ткани у больных с полным регрессом опухоли, снижение miR-4717 в 2,5 раза относительно нормальной ткани, снижение hsa-miR-3943 в 3,3 раза по сравнению с уровнем экспрессии в нормальной ткани, снижение miR-557 в 2,5 раза относительно нормальной ткани и в 2,3 раза относительно пациентов с полным регрессом опухоли, при этом наблюдается увеличение экспрессии hsa-miR-4690-5p в 2,1 раза относительно нормальной ткани (рис. 2).

Также у больных с полным регрессом опухоли была снижена экспрессия miR-4717 в 1,8 раза (р<0,05) относительно уровня экспрессии в нормальной ткани прямой кишки. Данные микроРНК (miR-557, miR-1249, miR-6820, miR-4717, miR-3943), за исключением miR-4717, в опухолевой ткани у больных с незначительным регрессом опухоли или отсутствием динамики обладают преимущественно сниженной экспрессией как относительно нормальной ткани, так и относительно опухолевой ткани пациентов с полным регрессом опухоли после лучевой терапии. Эти микроРНК таргетируют антиапоптозный ген BCL2, и их сниженная активность может способствовать сохранению на повышенном уровне транскрипционной активности этого гена-мишени. BCL2 кодирует белок, участвующий в подавлении апоптоза двумя путями: во-первых, этот белок изменяет проницаемость мембран митохондрий и предотвращает выход из них цитохрома C, тем самым останавливая активацию каспазного каскада; во-вторых, он инактивирует белок CED4 (фактор активации апоптоза) [11]. Соответствующий эффект увеличения экспрессии гена BCL2 у пациентов с незначительным регрессом опухоли или отсутствием динамики после лучевой терапии мы и обнаружили в предыдущем исследовании [1].

Рис. 2. Уровень экспрессия микроРНК в ткани опухоли прямой кишки больных с полным регрессом (группа 1) или его отсутствием (группа 2). * – статистически значимые отличия (р<0,05) относительно уровня экспрессии в нормальной ткани, ** – статистически значимые отличия (р<0,005) экспрессии микроРНК в опухолевой ткани пациентов

группы 2 от группы 1

Также в опухолевой ткани у больных с незначительным регрессом опухоли или отсутствием динамики после лучевой терапии обнаружено статистически значимое (p<0,05) снижение экспрессии микроРНК-6757 в 5,0 раз относительно уровня экспрессии в нормальной ткани и в 4,4 раза относительно экспрессии в опухолевой ткани у больных с полным регрессом опухоли. Данная микроРНК таргетирует ген BRCA2, и её снижение теоретически должно способствовать увеличению экспрессии BRCA2, что показано нами ранее [1].

Экспрессия miR-1273h, miR-6737, miR-661, miR-4728, miR-6808 и miR-30b статистически значимо (p<0,05) снижена в 2,5; 3,3; 1,7; 5,0; 5,0 и 1,8 раза в опухолевой ткани у больных с полным регрессом опухоли относительно нормальной ткани. При этом уровень экспрессии miR-1273h в 2,3 раза, miR-6819 в 2,3 раза, miR-6737 в 3,0 раза, miR-6874 в 3,3 раза, miR-4728 в 4,0 раза и miR-6808 в 5,0 раз статистически значимо (p<0,05) выше в опухолевой ткани у больных с незначительным регрессом опухоли/ отсутствием динамики после лучевой терапии относительно аналогичных показателей в опухолевой ткани больных с полным регрессом опухоли. Следует отметить, что hsa-miR-6812-5p статистически значимо (p<0,005) снижает экспрессию в опухолевой ткани пациентов группы 1 и 2 в 1,9 и 1,7 раза соответственно относительно нормальной ткани прямой кишки. Указанные выше микроРНК таргетируют ген каспазы-9, и теоретически их высокая экспрессия у больных с незначительным регрессом опухоли/ отсутствием динамики должна способствовать снижению экспрессии этого гена, а их более низкая экспрессия у больных с полным регрессом опухоли, наоборот, должна способствовать повышенному уровню транскрипционной активности гена инициаторной каспазы-9, выполняющей критическую для запуска апоптоза функцию. Дифференциальная экспрессия CASP9 в этих двух группах больных была обнаружена в нашем предыдущем исследовании [1].

В опухолевой ткани у пациентов с полным регрессом опухоли обнаружено статистически значимое (p<0,05) увеличение экспрессии микроРНК miR-3202 и miR-5195 в 4,5 и 1,8 раза соответственно относительно экспрессии в нормальной ткани и в 3,0 и 3,6 раза соответственно относительно экспрессии в опухолевой ткани у пациентов с незначительным регрессом опухоли/отсутствием динамики после лучевой терапии. Эти две микроРНК таргетируют H2AFX (H2AX) - ген, который кодирует гистоновый белок, инициирующий ремоделирование хроматина при двуцепочечных разрывах в ДНК, вызванных ионизирующим облучением. Такое ремоделирование хроматина позволяет белку BRCA1/2 связаться с участком ДНК, на котором произошел двуцепочечный разрыв [12; 13]. Соответственно, повышенная экспрессия miR-3202 и miR-5195 у больных с полным регрессом опухоли будет способствовать сниженной экспрессии гена H2AX, а обратный эффект будет наблюдаться у больных с незначительным регрессом опухоли/ отсутствием динамики после лучевой терапии, что находит подтверждение в результатах исследования Кутилина Д.С. и соавторов [1], выполненного в 2019 году.

Также обнаружено статистически значимое (p<0,05) повышение уровня экспрессии miR-130b в 5,2 раза в опухолевой ткани у больных с полным регрессом опухоли и снижение в 1,7 раза в опухолевой ткани у больных с незначительным регрессом опухоли или отсутствием динамики относительно нормальной ткани прямой кишки. При этом у больных первой группы экспрессия hsa-miR-130b-3p была в 8,7 раза выше (p<0,05) по сравнению с больными второй группы. Это, очевидно, способствовало снижению экспрессии гена RBBP8 у больных первой группы и повышению его экспрессии у больных второй группы, показанному в работе Кутилина Д.С. и соавторов [1]. Данный ген кодирует белок, регулирующий пролиферацию клеток [14].

Как известно, микроРНК имеют множество мишеней [5; 15], поэтому для дифференциально экспрессирующихся (hsa-miR-130b-3p, hsa-miR-6819-5p, hsa-miR-1249-5p, hsa-miR-6874-5p, hsa-miR-4728-5p, hsa-miR-6808-5p, hsa-miR-3202, hsa-miR-5195-3p, hsa-miR-6820-3p, hsa-miR-557, hsa-miR-6757-3p, hsa-miR-1273h-5p, hsa-miR-6737-5p) в опухолевых тканях двух групп пациентов микроРНК был проведен анализ избыточной представленности микроРНК в сигнальных путях (ORA, Over-Representation Analysis). Результаты анализа представлены в таблице 2.

Таблица 2

Представленность (over-represented) дифференциально экспрессирующихся микроРНК в сигнальных путях (KEGG Pathways)

Сигнальный путь

P-value

Кол-во miRNA

микроРНК

Переваривание и всасывание белков

0,0005

11

miRNA-130b, miRNA-557, miRNA-3202, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-6757, miRNA-5195, miRNA-1249

Апоптоз

0,0006

11

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-130b

Сигнальные каскады эпителиальных клеток при инфекции Helicobacter pylori

0,0010

11

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Сигнальный путь Notch

0,0023

10

miRNA-1249, miRNA-557, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Сигнальный путь RIG-I-подобного рецептора

0,0027

10

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-130b

Сигнальный путь Wnt

0,0060

13

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-6874, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Сигнальный путь p53

0,0061

13

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-6874, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Окислительное фосфорилирование

0,0062

11

miRNA-1249, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-6874, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Сигнальный путь IL-17

0,0079

11

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-130b

Метаболизм лекарств

0,0094

8

miRNA-1249, miRNA-557, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-130b

Сигнальные пути сфинголипидов

0,0173

12

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Некроптоз

0,0174

12

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Сплайсосома

0,0180

12

miRNA-1249, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-6874, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Транспорт РНК

0,0228

12

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-6874, miRNA-130b

Сигнальный путь Toll-подобного рецептора

0,0262

10

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-130b

Сигнальный путь NOD-подобного рецептора

0,0318

12

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-6874, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-130b

Биогенез рибосом

0,0360

9

miRNA-1249, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Сигнальный путь TGF-beta

0,0386

11

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Клеточное старение

0,0396

13

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-6874, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Сигнальный путь нейротрофина

0,0404

12

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Сигнальный путь ABC транспортеров

0,0431

6

miRNA-557, miRNA-1273h, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-5195, miRNA-130b

Сигнальный путь VEGF

0,0444

9

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-6757, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-130b

Формирование плотных контактов

0,0453

12

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-6874, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Цитомегаловирусная инфекция человека

0,0469

13

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-6874, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195, miRNA-130b

Убиквитин-опосредованный протеолиз

0,0481

11

miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-6874, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-130b

 

Как видно из представленных в таблице 2 данных, дифференциально экспрессирующиеся в двух группах пациентов микроРНК, помимо регуляции транскрипционной активности генов RBBP8, H2AX, BRCA2, CASP9 и BCL2, участвуют в следующих ключевых сигнальных путях и биологических процессах: апоптоз, окислительное фосфорилирование, убиквитин-опосредованный протеолиз, формирование клеточных плотных контактов, сигнальный путь VEGF, сигнальный путь Toll-подобного рецептора и NOD-подобного рецептора, сигнальный путь Notch и Wnt, сигнальный путь p53 и др. (табл. 2, рис. 3).

Рис. 3. Облако категорий (wordcloud of categories) сигнальных путей дифференциально экспрессирующихся микроРНК (100 категорий с наименьшим значением P-value)

Заключение

Данное исследование выявило, что эффективность ЛТ опухолей прямой кишки может быть ассоциирована с дифференциальной экспрессией 13 микроРНК (miRNA-130b, miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-6757, miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-6819, miRNA-557, miRNA-6874, miRNA-4728, miRNA-6808, miRNA-3202, miRNA-5195), которая обеспечивает эффективную регуляцию системы восстановления двухцепочечных разрывов ДНК (увеличение экспрессии BRNACA2, H2AX и RNABBP8 при снижении экспрессии miRNA-6757, miRNA-3202, miRNA-5195 и miRNA-130b, и наоборот) и регуляцию апоптоза (увеличение экспрессии CASP9 при снижении экспрессии miRNA-1273h, miRNA-6737, miRNA-661, miRNA-4728 и miRNA-6808, снижение экспрессии BCL2 при повышении экспрессии miRNA-1249, miRNA-6820, miRNA-557, и наоборот).

Исследование выполнено в рамках гос. задания «Поиск предикторов радиорезистентности рака прямой кишки и разработка персонифицированных неоадъювантных терапевтических подходов».


Библиографическая ссылка

Кутилин Д.С., Гусарева М.А., Кошелева Н.Г., Габричидзе П.Н., Донцов В.А., Легостаев В.М., Шляхова О.В., Лиман Н.А., Солнцева А.А., Васильева Е.О. ВЛИЯНИЕ АБЕРРАНТНОЙ ЭКСПРЕССИИ МИКРОРНК НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ ОПУХОЛЕЙ ПРЯМОЙ КИШКИ // Современные проблемы науки и образования. – 2020. – № 6. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=30384 (дата обращения: 21.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074