Сходство и различие процессов метастазирования и дифференцировки рака почки по экспрессии генов

Введение. Метастазирование и степень дифференцировки относятся к основным клиническим характеристикам злокачественных опухолей. Оба рассматриваемых признака нуждаются в углубленном исследовании, способном приводить к пониманию механизмов возникновения того или иного состояния раковых клеток.

Цель исследования - изучение процессов метастазирования и дифференцировки светлоклеточного почечно-клеточного рака (скПКР) по экспрессии генов.

Материалы и методы. Изучены уровни экспрессии 10 генов в 65 парных образцах (опухолевая ткань скПКР и нормальная ткань той же почки) методом полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Результаты. Показано, что экспрессия генов CA9, NDUFA4L2, VWF, IGFBP3, BHLHE41, ANGPTL4 и EGLN3 ассоциирована как со степенью дифференцировки скПКР, так и с метастазированием этой опухоли. Экспрессия C1QA связана только с метастазированием, но не участвует в процессах дифференцировки клеток опухоли. Неоднозначная ситуация с генами FN1 и CSF1R, экспрессия которых несущественна для процессов метастазирования скПКР, но может иметь некоторое значение для дифференцировки клеток этой опухоли. Низкодифференцированные опухоли имеют примерно в 5 раз повышенную частоту метастазирования в течение года по отношению к высокодифференцированным опухолям (отношение шансов 4,94). Выявлена низкая корреляция экспрессии генов в опухолях с низкой степенью дифференцировки, в противовес их высокой коэкспрессии при прогрессии опухоли по TNM-классификации.

Заключение. Значительная часть существенных для развития скПКР генов связана как с метастазированием, так и со степенью дифференцировки опухоли, что обусловлено сходством функциональных изменений, стимулирующих оба этих процесса. В низкодифференцированных опухолях выявлена дезорганизация экспрессии генов, выражающаяся в слабой ее корреляции.

1. Zhang X., Hu B., Sun Y.F. et al. Arsenic trioxide induces differentiation of cancer stem cells in hepatocellular carcinoma through inhibition of LIF/JAK1/STAT3 and NF-kB signaling pathways synergistically. Clin Transl Med 2021;11(2):e335. DOI: 10.1002/ctm2.335.

2. Zhao Z., Gao J., Li C. et al. Reactive oxygen species induce endothelial differentiation of liver cancer stem-like sphere cells through the activation of Akt/ IKK signaling pathway. Oxid Med Cell Longev 2020;2020:1621687. DOI: 10.1155/2020/1621687.

3. Gonzalez-Guerrico A.M., Espinoza I., Schroeder B. et al. Suppression of endogenous lipogenesis induces reversion of the malignant phenotype and normalized differentiation in breast cancer. Oncotarget 2016;7(44):71151-68. DOI: 10.18632/oncotarget.9463.

4. Apanovich N., Peters M., Apanovich P. et al. The genes-candidates for prognostic markers of metastasis by expression level in clear cell renal cell cancer. Diagnostics 2020;10(1):30. DOI: 10.3390/diagnostics10010030.

5. Jogi A., Vaapil M., Johansson M., Pahlman S. Cancer cell differentiation heterogeneity and aggressive behavior in solid tumors. Ups J Med Sci 2012;117(2):217-24. DOI: 10.3109/03009734.2012.659294.

6. Zheng X., Dai F., Feng L. et al. Communication between epithelial-mesenchymal plasticity and cancer stem cells: new insights into cancer progression. Front Oncol 2021;11:617597. DOI: 10.3389/fonc.2021.617597.

7. Apanovich N., Apanovich P., Mansorunov D. et al. The choice of candidates in survival markers based on coordinated gene expression in renal cancer. Front Oncol 2021;11:615787. DOI: 10.3389/fonc.2021.615787.

8. Moein S., Javanmard S.H., Abedi M. et al. Identification of appropriate housekeeping genes for gene expression analysis in long-term hypoxia-treated kidney cells. Adv Biomed Res 2017;6:15. DOI: 10.4103/2277-9175.200790.

9. Rodrigues A.S., Pereira S.L., Ramalho-Santos J. Stem metabolism: Insights from oncometabolism and vice versa. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis 2020;1866(7):165760. DOI: 10.1016/j.bbadis.2020.165760.

10. Mimeault M., Batra S.K. Hypoxiainducing factors as master regulators of stemness properties and altered metabolism of cancer- and metastasisinitiating cells. J Cell Mol Med 2013;17(1):30-54. DOI: 10.1111/jcmm.12004.

11. Capp J.P. Cancer stem cells: from historical roots to a new perspective. J Oncol 2019;2019:5189232. DOI: 10.1155/2019/5189232.

12. Jin X., Jin X., Kim H. Cancer stem cells and differentiation therapy. Tumor Biol 2017;39(10):1010428317729933. DOI: 10.1177/1010428317729933.

13. Riester M., Xu Q., Moreira A. et al. The Warburg effect: persistence of stemcell metabolism in cancers as a failure of differentiation. Ann Oncol 2018;29(1):264-70. DOI: 10.1093/annonc/mdx645.

14. Khan T., Cabral H. Abnormal glycosylation of cancer stem cells and targeting strategies. Front Oncol 2021;11:649338. DOI: 10.3389/fonc.2021.649338.

15. Tanabe S., Quader S., Cabral H., Ono R. Interplay of EMT and CSC in cancer and the potential therapeutic strategies. Front Pharmacol 2020;11:904. DOI: 10.3389/fphar.2020.00904.