Articolul complet Diferențe de expresie genică în țesutul adipos asociate cu tumorigeneză mamară

Lucrare de cercetare

  • Articol complet
  • Cifre și date
  • Referințe
  • Suplimentar
  • Citații
  • Valori
  • Licențierea
  • Reimprimări și permisiuni
  • PDF

Abstract

Introducere

Cercetările din ultimul deceniu ne-au mărit înțelegerea modului în care microambientul tumoral influențează dezvoltarea tumorii. Stroma mamară, care cuprinde 80% din sânul normal, cuprinde fibroblaste, endoteliu, mușchi neted, celule inflamatorii și nervoase, adipocite și macromolecule ale matricei extracelulare (ECM) și servește un rol de susținere a celulelor epiteliale. 1 Stroma suferă o serie de modificări funcționale și fenotipice pentru a deveni activate, oferind un mediu permisiv pentru avansarea celulelor epiteliale tumorale. 2 Fiecare tip de celulă al stromei contribuie diferit la tumorigeneză: fibroblastele asociate cancerului produc factori de creștere care stimulează angiogeneza și creșterea celulară, rigiditatea crescută a ECM facilitează invazia, iar macrofagele asociate tumorii facilitează migrarea celulelor tumorale, angiogeneza și remodelarea ECM. 3 Analiza expresiei genelor a celulelor epiteliale, mioepiteliale și endoteliale, leucocite, miofibroblaste și fibroblaste din carcinomul ductal normal in situ și țesuturile mamare invazive au relevat modele de exprimare diferențială a genelor între sânii normali și canceroși în fiecare tip de celulă. 4

diferențe

În ciuda acestui progres în înțelegerea modului în care stroma contribuie la etiologia tumorii mamare, rolul posibil al țesutului adipos, fiind considerat mult timp că funcționează doar ca un depozit inert de stocare a energiei, în tumorigeneză a fost în mare parte ignorat. 5 Țesutul adipos este alcătuit dintr-o gamă diversă de tipuri de celule, inclusiv adipocite, celule stem derivate din adipoză, preadipocite, limfocite, macrofage, fibroblaste și celule endoteliale vasculare. Cercetările din ultimul deceniu au demonstrat că adipozitatea este, de fapt, un organ endocrin activ care secretă adipokine, molecule pro-inflamatorii, chimiocine, hormoni și factori de creștere. 6 În experimentele de co-cultură și modele animale, s-a demonstrat că țesutul adipos contribuie la dezvoltarea și progresia tumorilor mamare. 7

Compresele de țesut adipos

50% din sânul uman, 8 astfel nu se poate realiza o înțelegere completă a modului în care microambientul mamar contribuie la tumorigeneză fără o înțelegere îmbunătățită a modului în care țesutul adipos poate contribui la dezvoltarea și progresia tumorii. Din punct de vedere clinic, rata obezității crește în Statele Unite, conservarea sânilor lasă țesutul adipos potențial tumorigen și transferul autolog de grăsime poate stimula creșterea celulelor tumorale reziduale, toate ducând la recurență crescută și la rezultate slabe la pacienții cu cancer mamar. În acest scop, am efectuat o analiză a expresiei genelor asupra țesutului adipos al tumorii adiacente și îndepărtate de la sânii invazivi și asupra țesutului adipos din sânii non-maligni de la femeile aflate în postmenopauză pentru a (1) compara expresia genelor din țesutul adipos din invaziv și non-invaziv sânii identificând astfel genele asociate cu un risc crescut și (2) compară semnăturile moleculare ale țesutului adipos adiacent și îndepărtat de tumorile invazive pentru a identifica genele care susțin activ dezvoltarea și progresia tumorii.

Rezultate

Probele pacienților

Pentru a genera date microarray folosind ARN izolat după microdisecție laser, au fost necesare randamente minime de 1,8 ng și RIN ≥6,0. Fiecare dintre specimene, adiacente și îndepărtate, de la 30 de pacienți postmenopauzali secvențiali care au suferit mastectomie pentru cancer de sân invaziv au produs ARN de cantitate și calitate suficiente pentru studii de expresie genetică. În schimb, din 46 de femei aflate în postmenopauză cu diagnostice non-maligne, 14 exemplare au generat ARN cu randament insuficient și unul de calitate slabă, rezultând 31 de probe de ARN utilizabile. Majoritatea pacienților din ambele grupuri s-au autodescris ca albi, în timp ce mai mulți dintre pacienții non-maligni au fost menopauzi chirurgical (31%) și mai puțini au fost obezi (25%) comparativ cu pacienții invazivi (3% și respectiv 33%) .

Exprimarea diferențială a genelor în adiacent în comparație cu țesutul adipos îndepărtat

Când s-au comparat modele de expresie genică din țesutul adipos adiacent și îndepărtat de la aceiași sâni, 391 de gene au fost exprimate diferențial cu 20 de gene având o diferență de expresie ≥2,0 ori (Tabelul S1). Probabilitatea de a obține cel puțin 391 de gene semnificative din întâmplare (la nivelul 0,01) dacă nu au existat diferențe reale între clase a fost de 0,002. Genele cu cea mai mare diferență de ori au inclus fosfoproteina secretată 1 (SPP1), subunitatea ribonucleotidereductazei M2 (RRM2), metaloproteinaza 9 matrice (MMP9) și fosfolipaza A2, grupa VII (PLA2G7), care au fost fiecare exprimat> de 3 ori mai mare în țesutul adipos adiacent comparativ cu cel îndepărtat de tumoră. Când s-a efectuat analiza căilor, căile moleculare care implică sistemul imunitar, incluzând atât imunitatea celulelor B, cât și a celulelor T, au fost reglate diferențial între țesutul adipos al tumorii adiacent și cel îndepărtat (Tabelul 1).

Publicat online:

tabelul 1. Căi BioCarta reglementate diferențial între exemplare pereche de țesut adipos adiacent și îndepărtat

Expresia diferențială a genelor în adiacent comparativ cu adiposul non-malign

Comparația țesutului adipos adiacent tumorii și a țesutului adipos de la sânii non-maligne a identificat 928 de gene exprimate diferențial (Tabelul S2), dintre care 180 au demonstrat diferențe de expresie de ≥2,0 ori. Probabilitatea de a obține cel puțin 928 de gene semnificative din întâmplare (la nivelul 0,01) dacă nu au existat diferențe reale între clase a fost de 5 ori mai mari niveluri în țesutul adipos adiacent tumorii în timp ce complexul major de histocompatibilitate, clasa II, DQ-α 1 (HLA-DQA1), complex major de histocompatibilitate, clasa II, DQ-β 1 (HLA-DQB1), proteină inductibilă de prolactină (PIP) și claudin 8CLDN8) au fost exprimate la niveluri de ≥ 5 ori mai mari în țesutul adipos de la sânii non-maligni. Analiza căii a relevat faptul că multe elemente ale imunității celulelor B și T sunt active în țesutul adipos adiacent (Tabelul 2).

Publicat online:

masa 2. Căi BioCarta cu expresie diferențială semnificativă între adipos adiacent și non-malign

Exprimarea diferențială a genelor la distanță comparativ cu adiposul non-malign

Dintre cele 562 de gene exprimate diferențial între țesutul adipos îndepărtat și non-malign (Tabelul S3), 259 (46%) au fost, de asemenea, exprimate diferențial între țesutul adipos adiacent tumorii și non-malign, inclusiv SPP1, RRM2, MMP9 și PLA2G7, care toate sunt exprimate la niveluri> 2,0 ori mai mari la distanță comparativ cu țesutul adipos non-malign. Nivelurile de expresie relativă ale RRM2 între cele trei tipuri de țesut adipos sunt prezentate în Figura 1. Probabilitatea de a obține cel puțin 562 de gene semnificative din întâmplare (la nivelul 0,01) dacă nu au existat diferențe reale între clase a fost o expresie de 3 ori mai mare în țesutul adipos îndepărtat și proteina de legare a acizilor grași 7 (FABP7), Factorul E74 5ELF5), proteina C de legare a miozinei, de tip lent (MYBPC1), matrice metaloproteinazei 7 (MMP7), CLDN8, HLA-DQA1, și HLA-DQB1 având o expresie> de 3 ori mai mare în țesutul adipos non-malign. Analiza căilor a relevat că căile implicate în replicarea ADN, transcrierea, imunitatea celulelor B și răspunsul inflamator sunt reglementate diferențial între țesutul adipos îndepărtat de o tumoră mamară și țesutul adipos non-malign (Tabelul 3).