Анализ влияния уровня экспрессии генов и сетей межмолекулярных взаимодействий на развитие радиорезистентности опухолевых клеток
Автор: Погодина Е.С., Расторгуева Е.В., Юрова Е.В., Белобородов Е.А., Сугак Д.Е., Саенко Ю.В., Фомин А.Н., Волков М.А., Костишко Б.М.
Журнал: Ульяновский медико-биологический журнал @medbio-ulsu
Рубрика: Физиология
Статья в выпуске: 3, 2022 года.
Бесплатный доступ
Несмотря на свои успехи радиационная терапия сталкивается с проблемами ускоренной репродукции опухолевых клеток и радиорезистентности злокачественных новообразований. Цель исследования заключалась в анализе влияния уровня экспрессии генов и сетей межмолекулярных взаимодействий на развитие радиорезистентности опухолевых клеток. Материалы и методы. Использовали 4 опухолевые клеточные линии: К562, HCT-116р53 (+/+), НСТ-116р53 (-/-) и Me45. Для исследования транскриптома выбранных клеточных линий применяли гибридизационные ДНК-чипы высокой плотности Affymetrix серии HGU133А. Биоинформационный анализ динамики экспрессии генов проводили с помощью оригинальной программы Gene Selector. Изучение сетей межмолекулярных взаимодействий выполняли с использованием онлайн-системы STRING. Результаты. Установлено, что уровень экспрессии генов DAAM1, IFNAR2, PALLD и STK17A после воздействия ионизирующего излучения в дозе 4 Гр возрастает в клеточной линии К562 и снижается в HCT-116р53 (+/+), НСТ-116р53 (-/-) и Me45. При использовании онлайн-системы STRING обнаружены многочисленные комплексы белков исследуемых генов. Из этого следует, что гены DAAM1, IFNAR2, PALLD и STK17A способны оказывать воздействие на деятельность некоторых участников сети межмолекулярных взаимодействий. Отобранные гены DAAM1, IFNAR2, PALLD и STK17A и белок-белковые комплексы, кодируемые данными генами: DAAM1, TNK2, PTBP2 и DVL2; IFNAR2, STAT2, IRF9, JAK1, GNB2L1 и IFNAR1; PALLD, LPP и ACTN2 - можно использовать в качестве потенциальных мишеней, модуляция которых позволит увеличить ответ клеток злокачественных новообразований на воздействие ионизирующего излучения.
Злокачественная опухоль, экспрессия генов, радиорезистентность опухолевых клеток, ионизирующее излучение, белок-белковое взаимодействие
Короткий адрес: https://sciup.org/14125352
IDR: 14125352 | DOI: 10.34014/2227-1848-2022-3-142-155
Список литературы Анализ влияния уровня экспрессии генов и сетей межмолекулярных взаимодействий на развитие радиорезистентности опухолевых клеток
- Stewart B. W., Bray F., Forman D. Cancer prevention as part of precision medicine: 'plenty to be done'. Carcinogenesis. 2016; 37 (1): 2-9.
- Srinivas U.S., Tan B.W.Q., Vellayappan B.A., Jeyasekharan A.D. ROS and the DNA damage response in cancer. Redox Biol. 2019; 25.
- Arnold C.R., Mangesius J., Skvortsova I.I., Ganswindt U. The Role of Cancer Stem Cells in Radiation Resistance. Front Oncol. 2020; 10: 164.
- Galeaz C., Totis C., Bisio A. Radiation Resistance: A Matter of Transcription Factors. Front Oncol. 2021; 11.
- Tang L., Wei F., Wu Y. Role of metabolism in cancer cell radioresistance and radiosensitization methods. J. Exp. Clin. Cancer Res. 2018; 37 (1): 87.
- Schwab M., Thunborg K., Azimzadeh O. Targeting Cancer Metabolism Breaks Radioresistance by Impairing the Stress Response. Cancers (Basel). 2021; 13 (15): 3762.
- ZhangM.X., Wang L., Zeng L., Tu Z. W. LCN2 Is a Potential Biomarker for Radioresistance and Recurrence in Nasopharyngeal Carcinoma. Front Oncol. 2021; 2: 10.
- Lewis J.E., Forshaw T.E., Boothman D.A., Furdui C.M., Kemp M.L. Personalized Genome-Scale Metabolic Models Identify Targets of Redox Metabolism in Radiation-Resistant Tumors. Cell Syst. 2021; 12 (1): 68-81.
- Liu X., Wang X., Li L., Han B. Research Progress of the Functional Role of ACK1 in Breast Cancer. Biomed Res Int. 2019; 1-6.
- Foy J.P., Bazire L., Ortiz-Cuaran S. A 13-gene expression-based radioresistance score highlights the heterogeneity in the response to radiation therapy across HPV-negative HNSCC molecular subtypes. BMC Med. 2017; 15 (1): 165.
- Zhou C., Chen T., Xie Z., Qin Y., Ou Y., Zhang J., Li S., Chen R., Zhong N. RACK1 forms a complex with FGFR1 and PKM2, and stimulates the growth and migration of squamous lung cancer cells. Mol Carcinog. 2017; 56 (11): 2391-2399.
- Wang J., Chen X., Hu H. PCAT-1 facilitates breast cancer progression via binding to RACK1 and enhancing oxygen-independent stability of HIF-1a. Mol. Ther Nucleic Acids. 2021; 24: 310-324.
- Byun J.Y., HuangK., Lee J.S., Huang W., Hu L. Targeting HIF-1a/NOTCH1 pathway eliminates CD44+ cancer stem-like cell phenotypes, malignancy, and resistance to therapy in head and neck squamous cell carcinoma. Oncogene. 2022; 41 (9): 1352-1363.
- Moreno R.E., GrootA.J., YarominaA. HIF-1a and HIF-2a Differently Regulate the Radiation Sensitivity of NSCLC Cells. Cells. 2019; 8 (1): 45.
- Wang G., Xiao L., Wang F., Yang J., Yang L., Zhao Y., Jin W. Hypoxia inducible factor-1a/B-cell lymphoma 2 signaling impacts radiosensitivity of H1299 non-small cell lung cancer cells in a normoxic environment. Radiat Environ Biophys. 2019; 58 (3): 439-448.
- Zhang J., Zhang Y., Mo F., Patel G., Butterworth K., Shao C., Prise K.M. The Roles of HIF-1a in Radiosensitivity and Radiation-Induced Bystander Effects Under Hypoxia. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 2021; 9.
