Профиль экспрессии клеточных микроРНК и их потенциальная роль при раке шейки матки

Обоснование. Рак шейки матки (РШМ) занимает 4-е место в структуре заболеваемости и смертности от онкологических заболеваний у женщин. Несмотря на установленный этиологический фактор РШМ, а именно инфекцию вирусами папиллом человека (HPV, human papillomavirus) высокого онкогенного риска и имеющуюся вакцинопрофилактику, существует проблема как в понимании механизма HPV-ассоциированного канцерогенеза, так и в разработке новых диагностических и терапевтических подходов для РШМ. Важную роль в патогенезе РШМ играет эпигенетическая регуляция экспрессии генов с помощью микроРНК, поэтому актуален поиск новых дифференциально экспрессирующихся микроРНК, потенциально задействованных в механизмах HPV-ассоциированной трансформации опухолевых клеток.

Цель. Поиск микроРНК, дифференциально экспрессирующихся в опухолевой ткани РШМ, и in silico определение их потенциальной функциональной роли.

Материалы и методы. Спектр микроРНК, экспрессия которых изменяется в опухолевой ткани плоскоклеточных HPV16-положительных карцином шейки матки, определяли с использованием NGS-секвенирования (Next Generation Sequencing) опухолевой ткани и условно-нормального прилежащего эпителия, полученных с помощью микродиссекции. Потенциальные гены-мишени исследуемых микроРНК выявляли с помощью сервисов MirTargetLink, Tarbase v9.0, LinkedOmics. Функциональное обогащение генов выполняли с помощью Metascape. Поиск ассоциаций уровня экспрессии микроРНК с клиническими параметрами при РШМ (по данным TCGA, выборка CESC) вели с использованием сервиса USCS Xena.

Результаты. По данным NGS-секвенирования парных HPV16-положительных образцов опухолевой и нормальной ткани шейки матки мы определили 42 дифференциально экспрессируемые микроРНК, среди которых уровень 22 повышен и 20 снижен в опухолевой ткани по сравнению с условно-нормальным прилежащим эпителием. Анализ потенциальных мишеней наиболее значимых микроРНК выявил множество функциональных категорий генов, потенциально вовлечённых в процессы канцерогенеза, а также ассоциацию с клиническими характеристиками. Мы показали, что высокий уровень экспрессии микроРНК-20b в опухолевой ткани коррелирует с риском возникновения отдалённых метастазов, в то время как сниженный уровень микроРНК-218-1 и микроРНК-218-2 связан с неблагоприятным прогнозом заболевания. Для микроРНК-363, -615, -769 впервые описано их увеличение при РШМ и определены потенциальные мишени и сигнальные пути, ассоциированные с уровнем их экспрессии.

Заключение. Поиск дифференциально экспрессирующихся микроРНК при РШМ выявил спектр микроРНК, которые потенциально играют важную роль в процессах онкотрансформации и поддержании опухолевого фенотипа. Помимо микроРНК, функциональное значение которых описано в мировой литературе, мы обнаружили микроРНК, роль которых при РШМ неизвестна и для которых определены потенциально значимые мишени, важные для понимания механизмов канцерогенеза. Полученные данные могут лечь в основу разработки новых подходов к диагностике и терапии РШМ.