Научная статья на тему 'ЭКСПРЕССИОННЫЙ ПРОФИЛЬ МИКРООКРУЖЕНИЯ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР ЛЮМИНАЛЬНОГО РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ'

ЭКСПРЕССИОННЫЙ ПРОФИЛЬ МИКРООКРУЖЕНИЯ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР ЛЮМИНАЛЬНОГО РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
85
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАК МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ / МИКРООКРУЖЕНИЕ ОПУХОЛИ / МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕТЕРОГЕННОСТЬ / СЕКВЕНИРОВАНИЕ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Таширева Л.А., Геращенко Т.С., Золотарева С.Ю., Перельмутер В.М.

При раке молочной железы прогностическая ценность параметров микроокружения опухоли различается в зависимости от молекулярно-генетического подтипа опухоли. Такая разнонаправленная связь может быть отражением гетерогенности инвазивной карциномы молочной железы и требует дальнейшего изучения. Значение микроокружения опухоли в формировании и определении свойств различных морфологических структур всё еще до конца не изучено. Цель исследования: определить различия в экспрессионном профиле микроокружения различных морфологических структур рака молочной железы. В исследование были включены 84 больных раком молочной железы (T1_3N0_3M0). Образцы тканей микроокружения опухоли различных типов морфологических структур были получены с помощью лазерной микродиссекции (PALM, Zeiss). Секвенирование проводили на приборе NextSeq500 (Illumina). Для определения клеточного состава микроокружения опухоли каждого типа морфологических структур был проведен CIBERSORT анализ. Микроокружение опухоли у всех типов морфологических структур разнообразно по клеточному составу. Микроокружение одиночных опухолевых клеток проявляет выраженные проопухолевые свойства, включая экспрессию гена IL1B, активацию воспалительных сигнальных путей и усиление сигнатуры макрофагов М2. Полученные результаты могут свидетельствовать о роли микроокружения одиночных опухолевых клеток в развитии гематогенных метастазов рака молочной железы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Таширева Л.А., Геращенко Т.С., Золотарева С.Ю., Перельмутер В.М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EXPRESSION PROFILE OF THE MICROENVIRONMENT OF MORPHOLOGICAL STRUCTURES IN LUMINAL BREAST CANCER

In breast cancer, the predictive value of tumor microenvironment parameters differs depending on the molecular subtype. Multidirectional significance may be reflection of heterogeneity of invasive breast carcinoma and requires further study. Significance of the tumor microenvironment in the formation and determination of the properties of various morphological structures is still not fully understood. The aim of the study is to determine the differences in the expression profile of the microenvironment of various morphological structures of breast cancer. 84 patients with breast cancer (T1-3N0-3M0) were included in the study of tumor-infiltrating lymphocytes level in microenvironment of different morphological structures. Microdissected samples of the microenvironment of different morphological structures sequenced using NextSeq500 (Illumina). CIBERSORT analysis was performed to deciphered the cellular composition of the microenvironment of each type of the structures. The microenvironment of all morphological structures was quite diverse in terms of cellular composition. The microenvironment of the single tumor cells exhibits pronounced pro-tumor properties, including expression of the IL1B gene, activation of inflammatory signaling pathways, increased signature of M2 macrophages. The results shown the role of the microenvironment of single tumor cells in breast cancer distant metastasis.

Текст научной работы на тему «ЭКСПРЕССИОННЫЙ ПРОФИЛЬ МИКРООКРУЖЕНИЯ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР ЛЮМИНАЛЬНОГО РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ»

DOI: 10.23868/202205006

ЭКСПРЕССИОННЫЙ ПРОФИЛЬ МИКРООКРУЖЕНИЯ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР ЛЮМИНАЛЬНОГО РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Л.А. Таширева, Т.С. Геращенко, С.Ю. Золотарева, В.М. Перельмутер

Научно-исследовательский институт онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН, Томск, Россия

Поступила: 15.03.2022 Принята к печати: 20.05.2022 Опубликована on-line: 22.05.2022

EXPRESSION PROFILE OF THE MICROENVIRONMENT OF MORPHOLOGICAL

STRUCTURES IN LUMINAL BREAST CANCER

L.A. Tashireva, T.S. Gerashchenko, S.Yu. Zolotareva, V.M. Perelmuter

Cancer Research Institute, Tomsk National Research Medical Center of the RAS, Tomsk, Russia

e-mail: tashireva@oncologY.tomsk.ru

При раке молочной железы прогностическая ценность параметров микроокружения опухоли различается в зависимости от молекулярно-генетического подтипа опухоли. Такая разнонаправленная связь может быть отражением гетерогенности ин-вазивной карциномы молочной железы и требует дальнейшего изучения. Значение микроокружения опухоли в формировании и определении свойств различных морфологических структур всё еще до конца не изучено. Цель исследования: определить различия в экспрессионном профиле микроокружения различных морфологических структур рака молочной железы. В исследование были включены 84 больных раком молочной железы (T1_3N0_3M0). Образцы тканей микроокружения опухоли различных типов морфологических структур были получены с помощью лазерной ми-кродиссекции (PALM, Zeiss). Секвенирование проводили на приборе NextSeq500 (Illumina). Для определения клеточного состава микроокружения опухоли каждого типа морфологических структур был проведен CIBERSORT анализ. Микроокружение опухоли у всех типов морфологических структур разнообразно по клеточному составу. Микроокружение одиночных опухолевых клеток проявляет выраженные проопухолевые свойства, включая экспрессию гена IL1B, активацию воспалительных сигнальных путей и усиление сигнатуры макрофагов М2. Полученные результаты могут свидетельствовать о роли микроокружения одиночных опухолевых клеток в развитии гематогенных метастазов рака молочной железы.

Ключевые слова: рак молочной железы, микроокружение опухоли, морфологическая гетерогенность, секвенирование.

In breast cancer, the predictive value of tumor microenvironment parameters differs depending on the molecular subtype. Multidirectional significance may be reflection of heterogeneity of invasive breast carcinoma and requires further study. Significance of the tumor microenvironment in the formation and determination of the properties of various morphological structures is still not fully understood. The aim of the study is to determine the differences in the expression profile of the microenvironment of various morphological structures of breast cancer. 84 patients with breast cancer (T1_3N0_3M0) were included in the study of tumor-infiltrating lymphocytes level in microenvironment of different morphological structures. Microdissected samples of the microenvironment of different morphological structures sequenced using NextSeq500 (Illumina). CIBERSORT analysis was performed to deciphered the cellular composition of the microenvironment of each type of the structures. The microenvironment of all morphological structures was quite diverse in terms of cellular composition. The microenvironment of the single tumor cells exhibits pronounced pro-tumor properties, including expression of the IL1B gene, activation of inflammatory signaling pathways, increased signature of M2 macrophages. The results shown the role of the microenvironment of single tumor cells in breast cancer distant metastasis.

Keywords: breast cancer; tumor microenvironment; morphological heterogeneity, bulk sequencing.

Введение

На сегодняшний день считается, что преодоление гетерогенности опухоли может быть залогом успешного лечения рака. Гетерогенностью характеризуются не только опухолевые клетки, но и клетки микроокружения (МО) опухоли. В случае МО гетерогенность проявляется вариабельностью клеточного состава и функциональной активности клеток, инфильтрирующих строму опухоли. Большое значение имеет клеточный состав МО опухоли [1]. Наличие клеток иммуновоспалительной реакции 1 типа связано с благоприятным прогнозом. Так, например, С04+Т-хелперы 1 типа (ТМ) облегчают презентацию антигена за счет секреции цитокинов и активации антигенпрезентирующих клеток. С138+Т-клетки (ЦТЛ) необходимы для реализации цитотоксического действия иммунной системы на опухоль [2]. С другой стороны, С134+Т-хелперные клетки 2 типа (ТИ2) и регуляторные С134+Т-клетки ингибируют функцию ЦТЛ, поддерживают пролиферацию В-лимфоцитов и способствуют синтезу противовоспалительных цитокинов иммунного ответа, которые могут усилить рост опухоли [3].

При раке молочной железы (РМЖ) прогностическая ценность параметров микроокружения различается в зависимости от молекулярно-генетического подтипа опухоли. Например, высокий уровень опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов (ОИЛ) — интегрального

показателя, характеризующего микроокружение опухоли, благоприятен для исхода трижды негативного РМЖ и неблагоприятен для люминальных форм рака [4]. Это разнонаправленное значение может быть отражением гетерогенности инвазивной карциномы молочной железы и требует дальнейшего изучения. Ранее было показано, что ОИЛ вблизи различных типов морфологических структур в опухолевой ткани гетерогенны только у пациентов с люминальным Иег2-негативным подтипом РМЖ [5]. Феномен морфологической гетерогенности, впервые описанный В.М. Перельмутером и М.В. Завьяловой (2006), долгое время служил моделью для изучения различных свойств опухоли, таких как хими-очувствительность и(или) химиорезистентность, инва-зивность, а также для прогнозирования течения и исхода РМЖ [6]. Однако значение МО опухоли в формировании и детерминации свойств различных морфологических структур всё еще до конца не изучено.

Цель исследования: определить различия в экс-прессионном профиле МО различных морфологических структур РМЖ.

Материал и методы

В исследование были включены 84 пациента с инвазивной карциномой молочной железы

Таблица 1. Клинико-патологические характеристики пациентов

Параметр Значение Количество случаев Процент (%)

Размер опухоли, см <2 36/84 42,8

2-5 44/84 52,4

>5 4/84 4,8

Степень злокачественности 1 У/84 8,3

2 66/84 У8,6

3 11/84 13,1

Стадия I 23/84 27,4

НА 23/84 27,4

ИВ 13/84 15,5

ША 20/84 23,8

ШВ 5/84 5,9

Молекулярный подтип Люминальный A 50/84 59,5

Люминальный B 34/84 40,5

Лимфогенные метастазы Нет 52/84 61,9

Есть 32/84 38,1

неспецифического типа (T1_3N0_3M0) в возрасте от 29 до 75 лет (средний возраст: 55,60± 10,11), которые находились на лечении в НИИ онкологии Томского НМИЦ с 2006 по 2018 гг. Клинико-патологические параметры больных РМЖ представлены в табл. 1.

Исследование выполнено в соответствии с Хельсинкской декларацией (1964 г., с поправками, внесенными в 1975 и 1983 гг.) и одобрено экспертной комиссией НИИ онкологии Томского НМИЦ (протокол № 7 от 25 августа 2020 г.). Все пациенты подписывали информированное согласие на добровольное участие в исследовании.

Фиксированные формалином и залитые парафином образцы ткани опухоли молочной железы (n=84) использовали для морфологического анализа, замороженные образцы опухолевой ткани (n=8)—для секвенирования РНК.

Морфологический анализ

Наличие 5 типов морфологических структур (тубуляр-ные, альвеолярные, солидные, трабекулярные и одиночные опухолевые клетки) в опухолевой ткани оценивали в соответствии с критериями, опубликованными в работе M.V. Zavyalova с соавт. (2013) [7]. ОИЛ в МО каждого типа морфологических структур определяли с использованием метода, основанного на рекомендациях Международной рабочей группы по иммуноонкологиче-ским биомаркерам для инвазивной карциномы молочной железы с учетом последних данных [8]. Количество ОИЛ подсчитывали в процентах от площади перитуморальной стромы, оценивая не менее 10 однотипных морфологических структур (рис. 1).

Участки с артефактами (механическими повреждениями), участки некроза и выраженный гиалиноз исключали из оценки количества ОИЛ.

РНК-сохраняющая лазерная микродиссекция

Лазерную микродиссекцию (PALM, Carl Zeiss, Oberkochen, Германия) использовали для выделения клеток из МО 4 типов морфологических структур РМЖ (альвеолярных, трубекулярных, солидных структур

и одиночных опухолевых клеток]. К сожалению, нам не удалось получить достаточно материала для оценки экспрессионного профиля МО тубулярных структур из-за относительно низкого уровня ОИЛ и недостаточной частоты встречаемости самих структур. Срезы замороженных образцов опухоли молочной железы толщиной У мкм (n=8] помещали на предметные стекла PEN-frame (Carl Zeiss, Oberkochen, Германия], предварительно обработанные RNAZap (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, США], и окрашивали гематоксилином и эозином. До проведения микродиссекции МО опухолевые клетки морфологических структур РМЖ удаляли из ткани, чтобы избежать контаминации образца. Один образец содержал примерно 50 фрагментов МО. Всего было получено 32 микродиссектированных образца: из каждой опухоли (n=8] были выделены образцы МО каждого типа структур (n=4].

Выделение РНК, подготовка библиотеки,

секвенирование и биоинформатический анализ

РНК экстрагировали из микродиссектированных образцов МО с помощью набора реактивов Single Cell RNA Purification Kit (Norgen, Канада]. Образцы РНК сразу же использовали для создания библиотек комплементарной ДНК (кДНК], применяя набор реактивов SMARTer Stranded Total RNA-Seq Kit v2 — Pico Input Mammalian (Takara, США]. Концентрацию библиотек кДНК измеряли на флуорометре Qubit 4.0 (набор реактивов dsDNA High Sensitivity, Thermo Fisher Scientific, США]. Качество библиотек кДНК оценивали, применяя набор реактивов High Sensitivity D1000 ScreenTape на 4150 TapeStation (Agilent, США]. Библиотеки секвенировали на приборе NextSeq500 (Illumina, США]. Прочтения были выравнены на эталонный геном GRCh38 с использованием программного обеспечения STAR v. 2.7.3a [9]. Количество прочтений подсчитывали с помощью инструмента FeatureCounts [10]. Данные секвенирования были размещены в Gene Expression Omnibus GEO (GEO, номер GSE184196]. Для оценки фенотипа клеток МО опухоли использовали программный алгоритм CIBERSORT [11]. Данные представлены в виде тепловой карты, на которой

1 : V.^:"

В

б

' л

. л .

» V-^ "'v я

А ^ ■ Б В Г Д

♦ > г 77» - о ?г .

Рис. 1. Опухоль-инфильтрирующие лимфоциты в опухолевом микроокружении различных типов морфологических структур у больных раком молочной железы: 1А — альвеолярная структура, зеленая стрелка; 1Б — солидная структура, синяя стрелка; 2В — трабекулярная структура, красная стрелка; 1, 2, Г, Д — одиночные опухолевые клетки, желтые стрелки. Окраска: гематоксилин и эозин. Ув.: 1, 2 х100; А-Д х630

ЩЩ1

л

цветовая кодировка соответствует уровню экспрессии генов (от наименьшего голубого к наибольшему красному).

Статистический анализ

Статистический анализ и визуализацию данных выполняли в программах Statistics 12.0 (StatSoft, США) и GraphPad Prizm 9 (Addinsoft, США). Все количественные данные были представлены в виде медианы и интерквартильного разброса Me [Q1-Q3]. Критерий Вилкоксона применяли для сравнения параметров МО опухоли в различных типах морфологических структур. Различия считали достоверными при p<0,05.

Результаты

Количество ОИЛ в МО одиночных опухолевых клеток было выше (7,5 [5-0]%) по сравнению с МО тубулярных и альвеолярных структур (5 [1-0]% и 5 [1-20]%, соответственно (р=0,0205 и р=0,0375)) (рис. 2).

Уровень ОИЛ в МО солидных структур и трабекуляр-ных структур составил 5 [5-20]% и 5 [1-20]%, соответственно, и не отличался от МО других структур (рис. 2).

Клеточный состав МО вокруг различных типов морфологических структур оценивали с помощью С1ВЕ1^0ПТ анализа, позволяющего, проанализировав данные экспрессии генов, определить сигнатуры, соответствующие различным иммунным клеткам. Как показано на тепловой карте, МО всех типов морфологических структур было разнообразно по клеточному составу (рис. 3).

Наиболее распространенными типами клеток во всех локусах были покоящиеся С134+Т-клетки памяти, покоящиеся 1\1К-клетки, макрофаги М2 и активированные тучные клетки. Крайне редко встречались гамма-дельта Т-клетки и наивные С134+Т-клетки (рис. 3).

Анализ С1ВЕ1^0ПТ показал значительно более низкий уровень обогащения макрофагами М2 в МО тра-бекулярных структур по сравнению с МО одиночных опухолевых клеток (р=0,0056) и солидных структур (р=0,0216) (рис. 4).

Активированные тучные клетки преобладали в МО солидных и альвеолярных структур по сравнению с МО одиночных опухолевых клеток (р=0,0382 и р=0,0344, соответственно) (рис. 4).

В МО альвеолярных структур было выявлено меньше покоящихся С134+Т-клеток памяти, чем в МО солидных структур (р=0,0003), трабекулярных структур (р=0,0024) и одиночных опухолевых клеток (р=0,0138) (рис. 5). МО трабекулярных структур содержало значительно

S

о „0-1

6

Тубулярные Альвеолярные Солидные Трабекулярные Одиночные

опухолевые клетки

Рис. 2. Количество опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов (ОИЛ) в опухолевом микроокружении (МО) различных структур у больных раком молочной железы

Наивные В клетки

В клетки памяти

Плазматические клетки

Сй8+ Т-клетки

Наивные Сй4+ Т-клетки

Покоящиеся Сй4+ Т-клетки памяти

Активированные Сй4+ Т-клетки памяти

Фолликулярные Т хелперные клетки

Регуляторные Т-клетки

Гамма дельта Т-клетки

Покоящиеся 1\1К клетки

Активированные \1К клетки

Моноциты

Макрофаги МО

Макрофаги М1

Макрофаги М2

Покоящиеся миелоидные дендритные клетки

Активированные миелоидные дендритные клетки

Активированные тучные клетки

Покоящиеся тучные клетки

Эозинофилы

Нейтрофилы

О 0.2 0.4 0.6

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

МО альвеолярных структур МО солидных структур

I

МО трабекулярных структур МО одиночных опухолевых клеток

Рис. 3. Тепловая карта разных типов иммунных клеток в опухолевом микроокружении различных структур у больных раком молочной железы. Цветовая кодировка соответствует уровню экспрессии генов: от наименьшего — голубого к наибольшему — красному

Рис. 4. Количество миелоидных клеток в опухолевом микроокружении различных типов структур у больных раком молочной железы

Рис. 5. Количество лимфоидных клеток в опухолевом микроокружении различных типов структур у больных раком молочной железы

меньше покоящихся \К-клеток, чем МО альвеолярных структур (р=0,0379) (рис. 5).

Различий в количестве наивных В-клеток, В-клеток памяти и плазматических клеток в МО различных типов морфологических структур выявлено не было (р>0,05).

Для оценки различий в экспрессии генов в опухолевом МО разных типов морфологических структур было проведено попарное сравнение экспрессирующихся генов в МО каждого типа структур. При сравнении клеток из МО альвеолярных структур и солидных структур было идентифицировано 387 дифференциально экспресси-рованных генов (ДЭГ) (97 с повышенной экспрессией и 290 с пониженной экспрессией, р<0,05); при сравнении клеток из МО альвеолярных структур и трабекуляр-ных структур — 359 ДЭГ (77 с повышенной экспрессией и 282 с пониженной экспрессией, р<0,05); при сравнении клеток из МО альвеолярных структур и одиночных опухолевых клеток — 328 ДЭГ (1 33 с повышенной экспрессией и 195 с пониженной экспрессией, р<0,05); при сравнении клеток из МО солидных структур и трабе-кулярных структур — 290 ДЭГ (128 с повышенной экспрессией и 162 с пониженной экспрессией р<0,05); при сравнении клеток из МО солидных структур и одиночных опухолевых клеток — 286 ДЭГ (188 с повышенной экспрессией и 98 с пониженной экспрессией р<0,05); при сравнении клеток из МО трабекулярных структур и одиночных опухолевых клеток—312 ДЭГ (215 с повышенной экспрессией и 94 с пониженной экспрессией, р<0,05). Анализ вовлеченности сигнальных путей показал, что МО солидных структур по сравнению с альвеолярными структурами характеризуется активацией 11_12 и Stat4-зависимых сигнальных путей в развитии ТИ1 иммунного

ответа. В МО трабекулярных структур по сравнению с МО альвеолярных структур гены были вовлечены в сигнальные пути S1P4 и S1P5. При сравнении клеток из МО одиночных опухолевых клеток с МО альвеолярных структур ДЭГ были в основном связаны с белком р53, релиновым сигнальным путем и сетью факторов транскрипции р73. Гены в МО трабекулярных структур по сравнению с МО солидных структур были преимущественно связаны с экспрессией гена PD-L1 и сигнальным путем Рй-1 при раке. Функциональное аннотирование показало, что ДЭГ в МО одиночных опухолевых клеток по сравнению с МО солидных структур преимущественно связаны с сигнальным путем интерлейкина-1-бета (1_1В). Сигнальный путь тирозинкиназ _ск и Руп, активирующих ТСП, и сигнальный путь Т\РП1 были гиперэкспресси-рованы в МО одиночных опухолевых клеток в отличие с МО трабекулярных структур. Полный перечень сигнальных путей, обнаруженных в МО различных структур, приведен в табл. 2.

Обсуждение

Феномен морфологической гетерогенности является стабильной клинически значимой характеристикой РМЖ. До настоящего исследования не предпринималось попыток оценить связь морфологической гетерогенности и функциональных свойств опухолевого МО. Было проведено попарное сравнение профилей экспрессии генов опухолевого МО вокруг 4 морфологических структур (альвеолярных, солидных, трабекулярных и одиночных опухолевых клеток) люминального РМЖ. Следует отметить, что уровень ОИЛ различался в зависимости от типа

Таблица 2. Анализ сигнальных путей в МО различных морфологических структур у больных РМЖ (р<0,05)

Тип структур

Наименование пути

Уровень значимости, p

Гены

Солидные по сравнению с альвеолярными

Трабекулярные по сравнению с альвеолярными

Одиночные клетки по сравнению с альвеолярными

Трабекулярные по сравнению с солидными

Одиночные по сравнению с солидными

Одиночные по сравнению с трабекулярными

IL12 and Stat4 Dependent Signaling Pathway 0,033 in Th1 Development Homo sapiens h IL12Pathway

Internal Ribosome entry pathway 0,046

S1P5 pathway Homo sapiens 0,008

S1P4 pathway Homo sapiens 0,025

PARI-mediated thrombin signaling events Homo 0,041 sapiens

p73 transcription factor network Homo sapiens 0,009

Reelin signaling pathway Homo sapiens 0,011

p53 pathway Homo sapiens 0,014

ATR signaling pathway Homo sapiens 0,025

amb2 Integrin signaling Homo sapiens 0,027

FOXM1 transcription factor network Homo sapiens 0,027

PD-L1 expression and PD-1 checkpoint pathway 0,009 in cancer

FoxO signaling pathway 0,012

HIF-1 signaling pathway 0,021

mTOR signaling pathway 0,024

Autophagy 0,049

Interleukin-1-beta (IL-1b) processing pathway 0,002

Double-strand break repair 0,003

DNA repair 0,004

Cation-coupled chloride cotransporters 0,004

Homologous DNA pairing and strand exchange 0,004

Lysosphingolipid and lysophosphatidic acid (LPA) 0,005 G-protein coupled receptors

Lck and Fyn tyrosine kinases in initiation of TCR Activation 0,016

uCalpain and friends in Cell spread 0,028

TNFR1 Signaling Pathway 0,028

Activation of Csk by cAMP-dependent Protein Kinase 0,029 Inhibits Signaling through the T Cell Receptor

The Co-Stimulatory Signal During T-cell Activation 0,038

TYK2, ETV5

CASP2, PTBP2 GNAO1, GNA12 GNAO1, GNA12 GNAO1, PRKCB, GNA12

TP53I3, RAD51, CDK2, CDK1, MDM2

RAP1A, AKT1, MAPK8IP1

CDK2, MDM2, AKT1, E4F1

RAD51, CDK2, MDM2

RAP1A, LCK, AKT1

CDK2, CDK1, FOXM1

ALK, CSNK2B, RPS6KB2, CD28, PIK3R3

PLK4, HOMER1, BCL6, CCNG2, S1PR1, PIK3R3

FLT1, RPS6KB2, PIK3R3, HMOX1, ELOB

RRAGC, RPS6KB2, MLST8, PIK3R3, LAMTOR2, TNFRSF1A

MRAS, RRAGC, RPS6KB2, MLST8, PIK3R3

IL1B, NLRP3

RAD52, RAD51, XRCC4

RAD52, RFC3, RAD51, XRCC4, ERCC1, PALB2

SLC12A5, SLC12A1

RAD52, RAD51

LPAR3, S1PR2

LCK, CD3D ACTN1, EZR LMNB1, TNFRSF1A LCK, FPR1, CD3D

LCK, CD3D

структуры и был выше вблизи одиночных опухолевых клеток. Согласно предыдущим исследованиям [12], одиночные опухолевые клетки связаны с развитием отдаленных метастазов. Мы показали, что свойства МО одиночных опухолевых клеток могут формировать их агрессивный потенциал. Так, среди ДЭГ в МО одиночных опухолевых клеток была обнаружена гиперэкспрессия №Б6 и РЮГ в отличие от альвеолярных структур. Известно, что инте-грин бета-6 ПТ6В6) необходим для активации ТЭР бета-1, ключевого индуктора эпителиально-мезенхимального перехода в опухолевых клетках [13]. Гены CCR2 и IL1B были гиперэкспрессированы в МО одиночных

опухолевых клеток в отличие от МО солидных структур. Известно, что белок !_1В, продуцируемый клетками МО, ассоциирован с метастатическим поражением костей при РМЖ [14]. Этим фактом также можно объяснить более высокий уровень ОИЛ вблизи одиночных опухолевых клеток. Гены IL6R, CCR2 и CD3D были гиперэкспрес-сированы в МО одиночных опухолевых клеток в отличие от МО трабекулярных структур. Ранее было показано, что белок ССП2 может быть вовлечен в метастазирование РМЖ [15]. Это свидетельствует о более выраженной проопухолевой инфильтрации МО одиночных опухолевых клеток.

В дополнение к выявленным различиям в ДЭГ, была обнаружена активация воспалительных сигнальных путей в МО одиночных опухолевых клеток. Такие особенности могут быть опосредованы различиями в клеточном составе МО у разных типов морфологических структур. Проведенный CIBERSORT анализ показал, что по сравнению с другими морфологическими структурами в МО одиночных опухолевых клеток преобладают макрофаги М2. Эту субпопуляцию макрофагов в настоящее время связывают с инвазив-ными свойствами опухолевых клеток [16] и стволовыми свойствами [17]. Другой особенностью МО одиночных опухолевых клеток является снижение сигнатуры активированных тучных клеток. Известно, что тучные клетки могут активироваться некоторыми цитокинами и толл-подобными рецепторами (TLR) [18]. Кроме того, есть доказательства того, что активированные тучные клетки могут усиливать противоопухолевый иммунный ответ за счет ингибирова-ния Т-регуляторных клеток [19], а также потенцирования ТИ1-ответа [20], что может представлять собой еще один механизм, опосредующий связь одиночных опухолевых клеток с развитием отдаленных метастазов.

Другие типы морфологических структур имеют сходные профили активированных сигнальных путей. Следует

ЛИТЕРАТУРА [REFERENCES]:

1. Таширева Л.А., Перельмутер В.М., Манских В.Н. и соавт. Типы иммуновоспалительных реакций как алгоритмы взаимодействия клеток в условиях репаративной регенерации и опухолевого роста. Биохимия 2017; 82(5): 732-48. [Tashireva L.A., Perelmuter V.M., Manskikh V.N. et al. Types of Immune-Inflammatory Responses as a Reflection of Cell-Cell Interactions under Conditions of Tissue Regeneration and Tumor Growth. Biochemistry (Mosc) 2017; 82(5): 542-55].

2. Zitvogel L., Galluzzi L., Kepp O. et al. Type I interferons in anticancer immunity. Nat. Rev. Immunol. 2015; 15(7): 405-14.

3. Tan A.H., Goh S.Y., Wong S.C. et al. T helper cell-specific regulation of inducible costimulator expression via distinct mechanisms mediated by T-bet and GATA-3. J. Biol. Chem. 2008; 283(1): 128-36.

4. Gao Z.H., Li C.X., Liu M. et al. Predictive and prognostic role of tumour-infiltrating lymphocytes in breast cancer patients with different molecular subtypes: a meta-analysis. BMC Cancer 2020; 20(1): 1150.

5. Таширева Л.А., Ляпунова Л.С., Бузенкова А.В. и соавт. Прогностическая значимость количества опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов при различных молекулярных подтипах рака молочной железы. Гены и Клетки 2020; 15(2): 89-95. [Tashireva L.A., Lyapunova L.S., Buzenkova A.V. et al. Prognostic significance of tumor-infiltrating lymphocytes in different molecular subtypes of invasive breast carcinoma. Genes and Cells 2020; 14: 89-95].

6. Denisov E.V., Skryabin N.A., Gerashchenko T.S. et al. Clinically relevant morphological structures in breast cancer represent transcriptionally distinct tumor cell populations with varied degrees of epithelial-mesenchymal transition and CD44+CD24- stemness. Oncotarget 2017; 8(37): 61163-80.

7. Zavyalova M.V., Denisov E.V., Tashireva L.A. et al. Phenotypic drift as a cause for intratumoral morphological heterogeneity of invasive ductal breast carcinoma not otherwise specified. Biores. Open Access 2013; 2(2): 148-54.

8. Kos Z., Roblin E., Kim R.S. et al. International Immuno-Oncology Biomarker Working Group. Pitfalls in assessing stromal tumor infiltrating lymphocytes (sTILs) in breast cancer. NPJ Breast Cancer 2020; 6: 17.

отметить активацию экспрессии гена PD-L1 и сигнального пути РО-1 в МО трабекулярных структур в отличие от МО солидных структур. Эти особенности МО трабекулярных структур демонстрируют способность опухолевых клеток подавлять иммунный ответ.

Заключение

Проведенное исследование демонстрирует выраженную неоднородность опухолевого МО РМЖ, связанную с его морфологической гетерогенностью. Полученные результаты указывают на возможную роль МО одиночных опухолевых клеток в развитии гематогенных метастазов РМЖ.

Благодарности

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 20-75-10033).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

9. Dobin A., Davis C.A., Schlesinger F. et al. STAR: ultrafast universal RNA-seq aligner. Bioinformatics 2013; 29(1): 15-21.

10. Liao Y., Smyth G.K., Shi W. featureCounts: an efficient general purpose program for assigning sequence reads to genomic features. Bioinformatics 2014; 30(7): 923-30.

11. Chen B., Khodadoust M.S., Liu C.L. et al. Profiling Tumor Infiltrating Immune Cells with CIBERSORT. Methods Mol. Biol. 2018; 1711: 243-59.

12. Tashireva L.A., Zavyalova M.V., Savelieva O.E. et al. Single Tumor Cells With Epithelial-Like Morphology Are Associated With Breast Cancer Metastasis. Front. Oncol. 2020; 10: 50.

13. Munger J.S., Huang X., Kawakatsu H. et al. The integrin alpha v beta 6 binds and activates latent TGF beta 1: a mechanism for regulating pulmonary inflammation and fibrosis. Cell 1999; 96(3): 319-28.

14. Eyre R., Alférez D.G., Santiago-Gómez A. et al. Microenvironmental IL1 ß promotes breast cancer metastatic colonisation in the bone via activation of Wnt signalling. Nat. Commun. 2019; 10(1): 5016.

15. Lu X., Kang Y. Chemokine (C-C motif) ligand 2 engages CCR2+ stromal cells of monocytic origin to promote breast cancer metastasis to lung and bone. J. Biol. Chem. 2009; 284(42): 29087-96.

16. Pollard J.W. Macrophages define the invasive microenvironment in breast cancer. J. Leukoc. Biol. 2008; 84(3): 623-30.

17. Gyorki D.E., Asselin-Labat M.L., van Rooijen N. et al. Resident macrophages influence stem cell activity in the mammary gland. Breast Cancer Res. 2009; 11(4): R62.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

18. Oldford S.A., Marshall J.S. Mast cells as targets for immunotherapy of solid tumors. Mol. Immunol. 2015; 63(1): 113-24.

19. Piconese S., Gri G., Tripodo C. et al. Mast cells counteract regulatory T-cell suppression through interleukin-6 and OX40/OX40L axis toward Th17-cell differentiation. Blood 2009; 114(13): 2639-48.

20. Dudeck A., Dudeck J., Scholten J. et al. Mast cells are key promoters of contact allergy that mediate the adjuvant effects of haptens. Immunity 2011; 34(6): 973-84.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.