Изучение изменений экспрессии генов, ассоциированных с эпителиально-мезенхимальным переходом при раке легкого

Аннотация

Актуальность. Рак лёгкого – наиболее распространённое злокачественное новообразование в мире с высокой частотой неблагоприятного исхода. Одним из ключевых процессов, способствующих прогрессии рака лёгкого и формированию метастазов, является эпителиально-мезенхимальный переход (ЭМП), при котором эпителиальные раковые клетки теряют свои характерные признаки и приобретают свойства мезенхимальных клеток, что даёт им подвижность, способность проникать в ткани, метастазировать, а также обеспечивает устойчивость к терапии и стволовые свойства, способствуя рецидивам. В регуляции ЭМП принимают участие белки, ассоциированные с поддержанием эпителиального фенотипа клеток (CDH1, Е-кадгерин), ответственные за связь клеток с базальной мембраной, транскрипционные репрессоры (SNAI1, SNAI2, ZEB1, ZEB2), и др. Анализ экспрессии генов, связанных с ЭМП, может служить основой для разработки новых прогностических биомаркеров, позволяющих оценивать агрессивность опухоли и вероятность рецидива заболевания, а также способствовать поиску новых мишеней таргетной терапии. Цель – исследование изменений уровня экспрессии генов BMI1, CDH1, SNAI1, SNAI2, ZEB1, ZEB2, ассоциированных с ЭМП при раке лёгкого.

Методика. В работе использовались 50 парных образцов РНК, выделенных из тканей немелкоклеточного рака легкого (НМРЛ) (аденокарцинома легкого (АКЛ) – 24 пары, плоскоклеточный рак легкого (ПРЛ) – 26 пар) и прилежащих гистологически нормальных тканей легкого. РНК выделяли из ткани стандартным методом. Целостность РНК – RIN≥6. Уровни экспрессии оценивали с помощью ОТ-ПЦР на амплификаторе Real-Time CFX 96 Touch (Bio-Rad, США) по методу ∆∆Cq с использованием набора БиоМастер ОТ-ПЦР SYBR Blue (2×) (Биолабмикс, Россия). Референсными генами служили B2M и ACTB. Значимость различий в экспрессии генов подтверждали многофакторным дисперсионным анализом (ANOVA) после оценки нормальности распределения в тесте Шапиро-Уилка.

Результаты. Выявлены различия в уровне экспрессии генов, участвующих в ЭМП, между аденокарциномой и плоскоклеточным раком легкого (p<0,05). При аденокарциноме показаны нехарактерные для классического ЭМП изменения: повышение экспрессии CDH1 в 3,47 раз, что противоречит ожидаемому подавлению этого эпителиального маркера, глобальное снижение уровня экспрессии мезенхимальных факторов: SNAI1, SNAI2, ZEB1 и ZEB2 в 1,42, 3,27, 2,41, 2,26 раза, соответственно, и  повышение уровня экспрессии BMI1 в 1,83 раза. BMI1 участвует в поддержании пролиферации и самообновления опухолевых стволовых клеток и ассоциирован с устойчивостью к терапии. При плоскоклеточном раке наблюдали одновременное увеличение экспрессии мРНК CDH1, SNAI1, SNAI2 в 3,02, 1,02 и 1,62 раза, соответственно, что не соответствует ожидаемому снижению экспрессии CDH1 при повышении экспрессии его транскрипционных репрессоров SNAI1 и SNAI2. Увеличение экспрессии мРНК BMI1 в 2,04 раза, статистически значимо (p<0,05) коррелирует с агрессивностью опухоли. Подавление экспрессии ZEB1, ZEB2 в 1,65 и 2,17 раза компенсируется увеличением экспрессии мРНК SNAI1 и SNAI2.

Заключение. Выявлена сложная гетерогенность механизмов поддержания эпителиального фенотипа и ЭМП при раке легкого, что демонстрирует важность учета гистологических особенностей опухолей, их молекулярной неоднородности и способности задействовать альтернативные пути прогрессии при разработке диагностических критериев. Выявленные различия в профилях экспрессии генов, ассоциированных с ЭМП, в частности, сочетание повышенной экспрессии CDH1, BMI1 и SNAI2 при плоскоклеточном раке и CDH1 и BMI1 при аденокарциноме лёгкого, могут представлять интерес для дальнейшего изучения их биологической и потенциальной клинической значимости при НМРЛ.