Экспрессия экзосомальных микроРНК при раке яичников высокой степени злокачественности и эндометриоидных кистах яичников
Экзосомальные микроРНК рассматриваются в качестве перспективных неинвазивных маркеров различных пролиферативных процессов, в частности, затрагивающих органы женской репродуктивной системы.Юрова М.В., Эльдаров Ч.М., Бобров М.Ю., Хабас Г.Н., Павлович С.В.
Цель: Оценить экспрессию экзосомальных микроРНК в плазме крови пациентов с серозным раком яичников (РЯ) и пациентов с наружным генитальным эндометриозом и эндометриоидными кистами яичников (ЭКЯ) для выявления потенциальных маркеров данных заболеваний.
Материалы и методы: В исследование были включены 7 пациенток с гистологически верифицированным серозным РЯ высокой степени злокачественности и 6 женщин контрольной группы без данной патологии («Контроль-РЯ»), а также 6 пациентов с ЭКЯ и 5 женщинрепродуктивного возраста без данной патологии («Контроль-ЭКЯ»). Экзосомы выделяли из плазмы крови, состав экзосомальных микроРНК определяли методом высокопроизводительного секвенирования нового поколения.
Результаты: При попарном сравнении представленности микроРНК в группах «РЯ» — «Контроль- РЯ» и «ЭКЯ» — «Контроль-ЭКЯ» было выявлено соответственно 22 и 13 дифференциально экспрессирующихся микроРНК (ДЭМ), статистически значимо отличающихся в 2 раза и более. По данным биоинформатического анализа, были предложены потенциальные маркеры исследуемых заболеваний: для РЯ - miR-141-3p, -199a-5p, -200b-3p, -203a-3p, -224-5p, -4488; для ЭКЯ - miR-92b-5p, -486-5p, -3184-3p, -4732-5p, -423-5p. Для ДЭМ в каждой паре сравнения были определены потенциальные гены- мишени, на основании списков которых был проведен поиск путей внутриклеточной сигнализации, наиболее вероятно задействованных в патогенезе РЯ и ЭКЯ. Были идентифицированы следующие потенциальные гены-мишени нескольких сигнальных путей, регулируемых одной или несколькими ДЭМ при РЯ и ЭКЯ: AKT1, ATM, BARD1, BAX, BCL2, BRCA1, CASP3, CDK4, CHEK1, CHEK2, JAK1, MDM2, PLK1, PTEN, RB1, SMAD2, SMAD3, TP53. Функциональная кластеризация генов-мишеней показала их участие в процессах регуляции сигнальных путей факторов роста, клеточного цикла, апоптоза и репарации ДНК.
Заключение: Выявление уникальных ДЭМ в экзосомах плазмы крови свидетельствует о наличии специфичных изменений профиля микроРНК, характерного для РЯ и ЭКЯ. Перечисленные экзосомальные микроРНК могут рассматриваться в качестве кандидатов в маркеры изученных пролиферативных процессов. Многочисленные взаимосвязи между выявленными генами-мишенями микроРНК указывают на их существенный вклад и совместную вовлеченность в процессы пролиферативной активности при РЯ и ЭКЯ.
Ключевые слова
рак яичников
экзосомы
экзосомальные микроРНК
эндометриоз
Список литературы
1. Siegel R.L., Miller K.D., Jemal A. Cancer statistics, 2017. CA Cancer J. Clin. 2017; 67(1):7-30. https://dx.doi.org/10.3322/caac.21387.2017; 67(1): 7-30.
2. Serdar E. Bulun M.D. Endometriosis. N. Engl. J. Med. 2009; 360: 268-79. https://dx.doi.org/10.1056/NEJMra0804690.
3. Павлович С.В., Юрова М.В., Мелкумян А.Г., Франкевич В.Е., Хабас Г.Н., Чаговец В.В. Биомаркеры при новообразованиях яичников: возможности, ограничения и перспективы применения у женщин репродуктивного возраста. Акушерство и гинекология. 2019; 11: 65-73.
4. Fassbender A., Burney R.O., O D.F., D'Hooghe T., Giudice L. Update on biomarkers for the detection of endometriosis. Biomed. Res. Int. 2015; 2015: 130854. https://dx.doi.org/10.1155/2015/130854.
5. Aznaurova Y.B., Zhumataev M.B., Roberts T.K., Aliper A.M., Zhavoronkov A.A. Molecular aspects of development and regulation of endometriosis. Reprod. Biol. Endocrinol. 2014 Jun 13; 12:50. https://dx.doi.org/10.1186/ 1477-7827-12-50.
6. Cortez M.A., Bueso-Ramos C., Ferdin J., Lopez-Berestein G., Sood A.K., Calin G.A. MicroRNAs in body fluids-the mix of hormones and biomarkers. Nat. Rev. Clin. Oncol. 2011; 8(8): 467-77. https://dx.doi.org/10.1038/nrclinonc.2011.76.
7. Mirzaei H., Gholamin S., Shahidsales S., Sahebkar A., Jaafari M.R., Mirzaei H.R. et al. MicroRNAs as potential diagnostic and prognostic biomarkers in melanoma. Eur. J. Cancer. 2016; 53: 25-32. https://dx.doi.org/10.1016/ j.ejca.2015.10.009.
8. Iorio M.V., Visone R., Di Leva G., Donati V., Petrocca F., Casalini P. et al. MicroRNA signatures in human ovarian cancer. Cancer Res. 2007; 67(18): 8699-707. https://dx.doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-07-1936.
9. Filigheddu N., Gregnanin I., Porporato P.E., Surico D., Perego B., Galli L. et al. Differential expression of micrornas between eutopic and ectopic endometrium in ovarian endometriosis. J. Biomed. Biotechnol. 2010; 2010: 369549. https://dx.doi.org/10.1155/2010/369549.
10. Anfossi S., Babayan A., Pantel K., Calin G.A. Clinical utility of circulating non-coding RNAs — an update. Nat. Rev. Clin. Oncol. 2018; 15(9): 541-63. https://dx.doi.org/10.1038/s41571-018-0035-x.
11. Farooqi A.A., Desai N.N., Qureshi M.Z., Librelotto D.R.N., Gasparri M.L., Bishayee A. et al. Exosome biogenesis, bioactivities and functions as new delivery systems of natural compounds. Biotechnol. Adv. 2018; 36(1): 328-34. https://dx.doi.org/10.1016/j.biotechadv.2017.12.010.
12. Giannopoulou L., Zavridou M., Kasimir-Bauer S., Lianidou E.S. Liquid biopsy in ovarian cancer: the potential of circulating miRNAs and exosomes. Transl. Res. 2019; 205: 77-91. https://dx.doi.org/10.1016/j.trsl.2018.10.003.
13. Aboutalebi H., Bahrami A., Soleimani A., Saeedi N., Rahmani F., Khazaei M. et al. The diagnostic, prognostic and therapeutic potential of circulating microRNAs in ovarian cancer. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2020; 124: 105765. https://dx.doi.org/10.1016/j.biocel.2020.105765.
14. Love M.I., Huber W., Anders S. Moderated estimation of fold change and dispersion for RNA-seq data with DESeq2. Genome Biol. 2014; 15(12): 550. https://dx.doi.org/10.1186/s13059-014-0550-8.
15. Licursi V., Conte F., Fiscon G., Paci P. MIENTURNET: An interactive web tool for microRNA-target enrichment and network-based analysis. BMC Bioinformatics. 2019; 20(1):545. https://dx.doi.org/10.1186/ s12859-019-3105-x.
16. Glaab E., Baudot A., Krasnogor N., Schneider R., Valencia A. EnrichNet: network-based gene set enrichment analysis. Bioinformatics. 2012; 28(18): i451- 7. https://dx.doi.org/10.1093/bioinformatics/bts389.
17. Pegtel D.M., Gould S.J. Exosomes. Annu. Rev. Biochem. 2019; 88: 487-514. https://dx.doi.org/10.1146/annurev-biochem-013118-111902.
18. Kim K.M., Abdelmohsen K., Mustapic M., Kapogiannis D., Gorospe M. RNA in extracellular vesicles. Wiley Interdiscip. Rev. RNA. 2018; 8(4): 10.1002/ wrna.1413. https://dx.doi.org/10.1002/wrna.1413.
19. Cho S., Mutlu L., Grechukhina O., Taylor H.C. Circulating microRNAs as potential biomarkers for endometriosis. Fertil. Steril. 2015; 103(5): 1252-60. e1. 103(5):1252- 103(5):1252-60. e1. https://dx.doi.org/10.1016/ j.fertnstert.2015.02.013.
20. Zafari N., Tarafdari A.M., Izadi P. A panel of plasma miRNAs 199b-3p, 224-5p and Let-7d-3p as non-invasive diagnostic biomarkers for endometriosis. Reprod. Sci. 2021; 28(4): 991-9. https://dx.doi.org/10.1007/ s43032-020-00415-z.
21. Vanhie A., O D., Peterse D., Beckers A., Cuellar A., Fassbender A. et al. Plasma miRNAs as biomarkers for endometriosis. Hum. Reprod. 2019; 34(9): 1650-60. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/dez116.
22. Moustafa S., Burn M., Mamillapalli R., Nematian S., Flores V., Taylor H.S. Accurate diagnosis of endometriosis using serum microRNAs. Am. J. Obstet. Gynecol. 2020; 223(4): 557.e1-557.e11. https://dx.doi.org/10.1016/ j. ajog. 2020.02.050.
23. Masoumi-Dehghi S., Babashah S. microRNA-141-3p-containing small extracellular vesicles derived from epithelial ovarian cancer cells promote endothelial cell angiogenesis through activating the JAK / STAT3 and NF-к B signaling pathways. J. Cell Commun. Signal. 2020; 14(2): 233-44. https://dx.doi.org/10.1007/s12079-020-00548-5.
24. Leonova A., Turpin V.E., Agarwal S.K., Leonardi M., Foster W.G. A critical appraisal of the circulating levels of differentially expressed microRNA in endometriosis. Biol. Reprod. 2021; 105(5): 1075-85. https://dx.doi.org/10.1093/ biolre/ioab134.
25. Truong G., Guanzon D., Kinhal V., Elfeky O., Lai A., Longo S. et al. Oxygen tension regulates the miRNA profile and bioactivity of exosomes released from extravillous trophoblast cells — Liquid biopsies for monitoring complications of pregnancy. PLoS One. 2017; 12(3): e0174514. https://dx.doi.org/10.1371/ journal.pone.0174514.
26. Hu J., Tang T., Zeng Z., Wu J., Tan X., Yan J. The expression of small RNAs in exosomes of follicular fluid altered in human polycystic ovarian syndrome. PeerJ. 2020; 8: e8640. https://dx.doi.org/10.7717/peerj.8640.
27. Papari E., Noruzinia M., Kashani L., Foster W.G. Identification of candidate microRNA markers of endometriosis with the use of nextgeneration sequencing and quantitative real-time polymerase chain reaction. Fertil. Steril. 2020; 113(6): 1232-41. https://dx.doi.org/10.1016/ j.fertnstert.2020.01.026.
28. Bjorkman S., Taylor H.S. MicroRNAs in endometriosis: biological function and emerging biomarker candidates. Biol. Reprod. 2019; 100(5): 1135-46. https://dx.doi.org/10.1093/biolre/ioz014.
29. Roman-Canal B., Moiola C.P, Gatius S., Bonnin S., Ruiz-Miro M., Gonzalez E. et al. EV-associated miRNAs from peritoneal lavage are a source of biomarkers in endometrial cancer. Cancers (Basel). 2019; 11(6): 839. https://dx.doi.org/10.3390/cancers11060839.
30. Taylor D.D., Gercel-Taylor C. MicroRNA signatures of tumor-derived exosomes as diagnostic biomarkers of ovarian cancer. Gynecol. Oncol. 2008; 110(1): 13-21. https://dx.doi.org/10.1016/j.ygyno.2008.04.033.
31. Chen Y., Wang K., Xu Y., Guo P., Hong B., Cao Y. et al. Alteration of myeloid-derived suppressor cells, chronic inflammatory cytokines, and exosomal miRNA contribute to the peritoneal immune disorder of patients with endometriosis. Reprod. Sci. 2018; 26(8): 1130-8. https://dx.doi.org/10.1177/1933719118808923.
32. Nakamura N., Terai Y., Nunode M., Kokunai K., Konishi H., Taga S. et al. The differential expression of miRNAs between ovarian endometrioma and endometriosis-associated ovarian cancer. J. Ovarian Res. 2020; 13(1): 51. https://dx.doi.org/10.1186/s13048-020-00652-5.
33. Bj0rnetr0 T., Redalen K.R., Meltzer S., Thusy anthan N.S., Samiappan R., Jegerschold C. et al. An experimental strategy unveiling exosomal microRNAs 486-5p, 181a-5p and 30d-5p from hypoxic tumour cells as circulating indicators of high-risk rectal cancer. J. Extracell. Vesicles. 2019; 8(1): 1567219. https://dx.doi.org/10.1080/20013078.2019.1567219.
34. Liu C., Li M., Hu Y., Shi N., Yu H., Liu H., Lian H. miR-486-5p attenuates tumor growth and lymphangiogenesis by targeting neuropilin-2 in colorectal carcinoma. Onco Targets Ther. 2016; 9: 2865-71. https://dx.doi.org/10.2147/ OTT.S103460.
35. Narasimhan A., Ghosh S., Stretch C., Greiner R., Bathe O.F., Baracos V., Damaraju S. Small RNAome pro fi ling from human skeletal muscle: novel miRNAs and their targets associated with cancer cachexia. J. Cachexia Sarcopenia Muscle. 2017; 8(3): 405-16. https://dx.doi.org/10.1002/ jcsm.12168.
36. Liu J., Yoo J., Ho J.Y., Jung Y., Lee S., Hur S.Y., Choi Y.J. Plasma-derived exosomal miR-4732-5p is a promising noninvasive diagnostic biomarker for epithelial ovarian cancer. J. Ovarian Res. 2021; 14(1): 59. https://dx.doi.org/10.1186/s13048-021-00814-z.
37. Cochrane D.R., Howe E.N., Spoelstra N.S., Richer J.K. Loss of miR-200c: a marker of aggressiveness and chemoresistance in female reproductive cancers. J. Oncol. 2010; 2010: 821717. https://dx.doi.org/10.1155/2010/821717.
38. Cao Q., Lu K., Dai S., Hu Y., Fan W. Clinicopathological and prognostic implications of the miR-200 family in patients with epithelial ovarian cancer. Int. J. Clin. Exp. Pathol. 2014; 7(5): 2392-401.
39. Gajek A., Gralewska P., Marczak A., Rogalska A. Current implications of microRNAs in genome stability and stress responses of ovarian cancer. Cancers (Basel). 2021; 13(11): 2690. https://dx.doi.org/10.3390/cancers13112690.
40. Бобров М.Ю., Балашов И.С., Филиппова Е.С., Альмова И.К., Тимофеева А.В., Гусар В.А., Боровиков П.И., Хилькевич Е.Г., Чупрынин В.Д., Павлович С.В. Оценка экспрессии микроРНК в очагах ретроцервикаль- ного эндометриоза. Акушерство и гинекология. 2018; 6: 55-61.
41. Бобров М.Ю., Балашов И.С., Филиппова Е.С., Альмова И.К., Хилькевич Е.Г., Павлович С.В., Наумов В.А., Боровиков П.И., Сухих Г.Т. Использование транскриптомных баз данных для анализа патогенетических факторов эндометриоза. Акушерство и гинекология. 2017; 4: 34-44.
Поступила 11.01.2022
Принята в печать 25.02.2022
Об авторах / Для корреспонденции
Юрова Мария Владимировна, аспирант кафедры акушерства, гинекологии, перинатологии и репродуктивного здоровья ИПО, Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), 119991, Россия, Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2; специалист, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4, +7(495)609-14-00, m_yurova@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-0179-7635Эльдаров Чупалав Максудович, к.б.н., с.н.с. лаборатории молекулярной патофизиологии, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4, +7(495)438-77-00, ch_eldarov@oparina4.ru
Бобров Михаил Юрьевич, к.х.н., руководитель лаборатории молекулярной патофизиологии, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4, mbobr@mail.ru
Хабас Григорий Николаевич, к.м.н., руководитель отделения инновационной онкологии и гинекологии, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4., +7(495)438-78-33, g_khabas@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-5011-9152
Павлович Станислав Владиславович, к.м.н., Ученый секретарь, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4, +7(495)438-20-88, s_pavlovich@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-1313-7079
Автор, ответственный за переписку: Мария Владимировна Юрова, +7(926)385-45-48, hi5melisa@gmail.com, m_yurova@oparina4.com
Вклад авторов: Юрова М.В. — разработка дизайна представленного исследования, анализ данных доступной литературы, создание и ведение базы данных, статистическая обработка и интерпретация клинических данных, написание текста, редактирование, подготовка документации; Бобров М.Ю. — разработка дизайна представленного исследования, проведение всех этапов практической части исследования, редактирование, биологическая интерпретация полученных данных, окончательное утверждение публикуемой версии рукописи, подготовка документации; Эльдаров Ч.М. — разработка дизайна представленного исследования, анализ данных доступной литературы, работа с базами данных, статистическая обработка и интерпретация данных, написание текста, редактирование, подготовка документации; Хабас Г.Н. — оперативное лечение пациентов, клиническая интерпретация полученных данных, критический пересмотр написанного текста, внесение правок и дополнений, окончательное утверждение публикуемой версии рукописи; Павлович С.В. — разработка дизайна представленного исследования, редактирование, клиническая интерпретация полученных данных, окончательное утверждение публикуемой версии рукописи, подготовка документации.
Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование: Исследование выполнено в рамках государственного задания Минздрава РФ «Разработка подходов для неинвазивной диагностики эндометриоза на основе омиксных технологий»; № госрегистрации: АААА-А19-119021490132-9 на период 01.01.19—31.12.21 гг.
Одобрение Этического комитета: Данное исследование одобрено комиссиями по этике биомедицинских исследований — локальным Этическим комитетом ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет) (протокол № 16-19 от 05.12.2019) и комиссией по вопросам медицинской этики ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России (протокол № 10 от 05 декабря 2019 г.).
Согласие пациентов на публикацию: Пациенты подписали информированное согласие на публикацию своих данных.
Обмен исследовательскими данными: Данные, подтверждающие выводы этого исследования, доступны по запросу у автора, ответственного за переписку, после одобрения ведущим исследователем.
Для цитирования: Юрова М.В., Эльдаров Ч.М., Бобров М.Ю., Хабас Г.Н., Павлович С.В. Экспрессия экзосомальных микроРНК при раке яичников высокой степени злокачественности и эндометриоидных кистах яичников.
Акушерство и гинекология. 2022; 3: 68-79
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2022.3.68-79
Также по теме
