MicroRNAs as potential noninvasive markers in the diagnosis of urological malignancies


I.R. Gilyazova, E.A. Klimentova, V.N. Pavlov, E.K. Khusnutdinova

Institute of Biochemistry and Genetics, Ufa Scientific Center, Russian Academy of Sciences; Bashkir State University, Department of Genetics and Fundamental Medicine; Bashkir State Medical University, Department of Urology, Ufa
Small non-coding RNAs (microRNAs) are involved in almost all biological mechanisms of carcinogenesis. Due to their stability in biological fluids microRNAs may serve a perspective biomarker for diagnosis and prognosis of oncological diseases. The review is dedicated to the analysis of microRNAs, as potential diagnostic markers of urological malignancies. Recent advances in the knowledge of miRNAs origin in body fluids, their stability and application as a potentially new class of biomarkers in medicine are summarized and discussed in the article.

Введение. Онкоурологические заболевания, наиболее частыми нозологическими формами которых являются рак предстательной железы (РПЖ), почечноклеточный рак (ПКР), рак мочевого пузыря (РМП), составляют почти одну четвертую всех злокачественных новообразований человека и остаются одной из наиболее важных проблем клинической медицины, несмотря на успехи, достигнутые в хирургических, химиотерапевтических и радиологических методах лечения. Показатели заболеваемости злокачественными новообразованиями и смертности от них неуклонно растут. Злокачественные новообразования предстательной железы в 2013 г. составили 12,1% от всех злокачественных новообразований мужского населения и заняли 2-е ранговое место в структуре онкологической заболеваемости, уступив лишь опухолям бронхолегочной системы [1]. Абсолютное число людей с впервые в жизни установленным диагнозом «рак предстательной железы» в России в течение десятилетия (2003–2013) ежегодно стабильно росло, достигнув к 2013 г. уровня в 31 569 заболевших. Показатель первичной заболеваемости РПЖ за 2003–2013 гг. увеличился более чем вдвое, прирост его составил +127,42%. Значительно меньший прирост первичной заболеваемости наблюдался для злокачественных новообразований мочевого пузыря и почки, составив +11,83 и +34,47% соответственно.

В настоящее время диагностика и мониторинг онкоурологических заболеваний основываются на стандартных методах диагностики, включая цистоскопию, цитологию мочи, экскреторную урографию, УЗИ. Многие из них трудоемки, инвазивны, а также недостаточно чувствительны и специфичны. Для диагностики РПЖ проводят определение в сыворотке крови специфического антигена простаты (ПСА) – единственного широко используемого маркера на сегодняшний день. Доступных прогностических и диагностических маркеров для ПКР и РМП, обладающих сопоставимой с ПСА диагностической силой, на данный момент не существует. Традиционные методы диагностики имеют ряд недостатков, таких как инвазивность, длительность обработки материала, необходимость повторных процедур, недостаточная специфичность и чувствительность. Например, цитоскопия обладает 90%-ной чувствительностью, однако процедура инвазивна и не всегда обеспечивает постановку окончательного диагноза. Цитологическое исследование мочи в настоящее время остается стандартной неинвазивной процедурой для раннего диагностирования заболевания с последующим наблюдением, но ее использование ограничено низкой чувствительностью. С учетом всего вышеизложенного необходимо введение простого, неинвазивного, достаточно чувствительного и специфичного метода, который позволит проводить диагностику заболеваний на ранних стадиях, а также прогнозировать их течение. Эти требования могут быть выполнены посредством диагностического подхода, основанного на анализе микро-РНК в моче. Молекулы микро-РНК также привлекательны в качестве терапевтических мишеней для пациентов со злокачественными новообразованиями, что обусловлено их участием в регуляции функционирования ключевых молекул и сигнальных путей, ассоциированных с механизмами онкогенеза, а также постоянством концентрации молекул в биологических жидкостях человека.

Микро-РНК как возможный диагностический маркер онкологических заболеваний мочеполовой системы

Микро-РНК представляют собой семейство коротких, от 18 до 25 нуклеотидов, некодирующих РНК, которые регулируют экспрессию генов на посттранскрипционном уровне путем воздействия на 3'-нетранслируемые области мРНК по принципу комплементарности. В результате происходит деградация мРНК и ингибирование трансляции белкового продукта. Способность микро-РНК ингибировать трансляцию онкогенов и опухолевых супрессоров предполагает их вовлеченность в процесс канцерогенеза. На сегодняшний день известно около 2000 микро-РНК человека, для каждой из которых существует несколько генов-мишеней [2]. Среди них гены, участвующие в дифференцировке клеток, апоптозе, клеточной пролиферации. В связи с этим микро-РНК могут оказывать влияние на процесс возникновения и развития опухоли. Современные исследования позволяют предположить, что микро-РНК могут служить биомаркерами при онкоурологических заболеваниях мочеполовой системы, таких как рак мочевого пузыря, предстательной железы и почки.

Анализ профилей экспрессии микро-РНК может использоваться для молекулярной классификации рака по аналогии с ДНК-микрочипами и профилями мРНК [3]. При некоторых онкоурологических заболеваниях обнаружены специфичные профили экспрессии микро-РНК, позволяющие осуществлять раннюю диагностику, прогноз заболевания, а также предсказывать ответ на терапию [4]. Микро-РНК также обнаруживаются в сыворотке крови и плазме, демонстрируя не только чрезвычайно высокую степень стабильности [5], но и при некоторых солидных формах рака хорошие аналитические характеристики [6]. За последние два года получено немало доказательств, подтверждающих наличие микро-РНК в моче пациентов с РПЖ, ПКР и уротелиальными опухолями [7].

Секреторные микро-РНК в различных жидкостях организма

Большинство исследований, нацеленных на изучение профилей экспрессии микро-РНК, проводятся на образцах тканей. Тем не менее ряд экспериментов показал пригодность использования для некоторых заболеваний секреторных микро-РНК. Секреторные микро-РНК как потенциальный биомаркер онкологических заболеваний имеют несколько важных преимуществ, таких как высокая стабильность в жидкостях организма и потенциальная доступность для полуинвазивной и инвазивной диагностики. За последнее время микро-РНК стабильно обнаруживаются в плазме и сыворотке крови, где проявляют устойчивость к эндогенным рибонуклеазам. К настоящему времени накоплены данные о наличии циркулирующих микро-РНК и возможностях их потенциального использования в качестве биомаркеров при различных типах рака [8]. Помимо наиболее часто используемых для анализа секреторных микро-РНК сыворотки и плазмы крови микро-РНК обнаруживаются и в других жидкостях организма. Weber и соавт. исследовали распределение микро-РНК в 12 жидкостях человеческого тела (плазма, слюна, слезы, моча, амниотическая жидкость, молозиво, грудное молоко, бронхиальный лаваж, цереброспинальная жидкость, брюшинная жидкость, плевральная жидкость и семенная жидкость) у здоровых индивидов. Присутствие микро-РНК было подтверждено во всех изучаемых жидкостях. Однако в моче, цереброспинальной и плевральной жидкостях обнаруживается наименьшее количество детектируемой микро-РНК. Самый низкий уровень детектируемой микро-РНК в моче предполагает, что значительное количество циркулирующих микро-РНК задерживается почками в результате неизвестного процесса либо разрушается в моче [5].

Источники микро-РНК в моче

На сегодняшний день происхождение и функции циркулирующих микро-РНК до конца не выяснены. Существует мнение, будто микро-РНК является посредником в клеточной коммуникации. Эта гипотеза, основанная на экспорте микро-РНК, кажется наиболее удовлетворяющим объяснением существования внеклеточной микро-РНК.

В настоящее время предполагают наличие двух основных путей включения микро-РНК в циркуляцию – пассивного и активного. В случае пассивного пути происходит высвобождение микро-РНК из клеток с нарушенной целостностью в результате повреждения тканей или апоптоза. Таким образом, пассивный путь не требует затрат энергии, происходит в нормальных условиях, а также играет не основную роль в появлении циркулирующих микро-РНК.

В отличие от пассивного высвобождения микро-РНК, активная секреция осуществляется при помощи микровезикул (MVs) клеточного происхождения. Микровезикулы – это маленькие везикулы, которые могут быть обнаружены в норме и при патологии почти во всех типах клеток. Как правило, они включают микрочастицы и экзосомы. И те, и другие происходят из клеток, однако различаются по везикулярной структуре. Экзосомы – небольшие пузырьки, которые высвобождаются при слиянии мультивезикулярных эндосом с плазматической мембраной. Долгое время эти пузырьки рассматривались как «мусорные баки» клетки. Однако в 1996 г. Raposo и соавт. [9] обнаружили, что экзосомы, полученные из иммунных клеток, могут функционировать в качестве активаторов иммунной системы. Впоследствии многие группы исследователей сообщали, что экзосомы, полученные из определенных типов клеток, содержат функциональные белки, которые могут активировать биологические события. Эти выводы привели к возникновению новой концепции, согласно которой экзосомы служат универсальным инструментом для межклеточной коммуникации. Вторым прорывом было открытие того, что экзосомы переносят нуклеиновые кислоты. В 2007 г. Valadi и соавт. обнаружили, что экзосомы содержат микро-РНК [10]. В 2010 г. три независимые группы сообщили о том, что микро-РНК в экзосомах переносятся между клетками и подавляют экспрессию генов-мишеней в клетках-реципиентах. Katsuda и соавт. [11] показали, что микро-РНК выступают в качестве супрессоров опухолей, могут «путешествовать» между двумя типами клеток и ингибировать рост клеток.

Активный путь секреции микро-РНК АТФ-зависим: сначала микро-РНК переносятся в малые секреторные везикулы внутри клетки, а затем включаются в циркуляцию, сопутствующую секреции микровезикул. Подобным образом мочевые экзосомы выносятся в мочевое пространство путем слияния их наружной мембраны с апикальной плазматической мембраной эпителиальных клеток почечных канальцев. Экзосомы могут происходить из любого типа эпителиальных клеток, обращенных к пространству мочевого пузыря, либо из подоцитов переходного эпителия мочевого пузыря.

Микро-РНК в жидкостях тела могут иметь функциональные роли, ассоциированные с тканевым окружением. Некоторые микро-РНК уникально представлены в специфических жидкостях тела, таких как плазма (микро-РНК-224), слеза (микро-РНК-637), грудное молоко (микро-РНК-193b), семенная жидкость (микро-РНК-508-5р). Недавние исследования показали, что моча не содержит уникальных типов микро-РНК, изменения в профилях экспрессии, наблюдаемые в образцах мочи пациентов с различными типами уротелиальных опухолей, предполагают потенциальную полезность микро-РНК мочи в качестве биомаркеров рака [5].

Стабильность микро-РНК в моче

Одной из главных особенностей микро-РНК является их высокая стабильность в тканях и жидкостях тела даже при экстремальных условиях, таких как высокая активность РНКаз, низкий или высокий уровень pH, долгосрочное хранение при комнатной температуре или многократные циклы замораживания–размораживания. Так, Yun и соавт. [12] проверили устойчивость микро-РНК в супернатанте мочи. Даже после 7 циклов замораживания–размораживания, а также после 72 ч хранения при комнатной температуре уровни экспрессии микро-РНК в моче оставались неизменными.

Как правило, содержание белка в образцах мочи ниже, чем в образцах крови, что уменьшает возможные помехи от белка при выделении РНК. Однако в ней гораздо больше нуклеаз, включая РНКазы, которые приводят к деградации длинных цепей мРНК, нестабильных в данных условиях. В отличие от мРНК, микро-РНК более устойчивы к деградации в результате действия нуклеаз вследствие своих малых размеров и других факторов.

На сегодняшний день молекулярные основы устойчивости микро-РНК остаются неясными. На этот счет существует несколько гипотез. Циркулирующие микро-РНК могут быть защищены, будучи упакованными в микровезикулы, а также благодаря ассоциации с РНК-связывающими белками или посредством химических модификаций. Например, Ago1 и Ago2, коэффекторные компоненты микро-РНК-индуцированного комплекса глушителя генов, могут связывать и защищать циркулирующие микро-РНК от деградации. Липопротеины высокой плотности (ЛПВП) также участвуют в транспортировке эндогенных микро-РНК к клеткам-реципиентам через кровоток [13]. Ключевым компонентом микро-РНК-белкового комплекса плазмы, отвечающим за стабильность не связанных с везикулами микро-РНК, является Argonaute2 (AGO2). Незащищенные «голые» микро-РНК более подвержены деградации [14, 15].

Микро-РНК в моче как биомаркеры при онкоурологических заболеваниях

Гены микро-РНК человека часто расположены в ломких (нестабильных) сайтах и областях генома, вовлеченных в развитие рака, что предполагает участие микро-РНК в этом сложном биологическом процессе [16]. Calin и соавт. показали, что гены микро-РНК человека часто находятся в областях генома, вовлеченных в потерю гетерозиготности или амплификацию при онкологических заболеваниях, что указывает на связь между аберрантной экспрессией микро-РНК и развитием онкологических заболеваний [17]. Кроме того, Lu и соавт. обнаружили, что профили экспрессии микро-РНК могут быть использованы для дифференциации опухоли [3]. Интересно, что профили экспрессии микро-РНК являются более точными при классификации опухолей по сравнению с таковыми мРНК. Ими также показано, что большинство микро-РНК имеют более низкие уровни экспрессии в опухолях по сравнению с нормальными тканями, в то время как экспрессия некоторых микро-РНК повышается либо остается неизменной. Другие исследования также указывают на снижение уровня экспрессии некоторых микро-РНК при различных видах рака, полагая, что они могут функционировать как опухолевые супрессоры [18].

В зависимости от роли в развитии онкологического заболевания микро-РНК классифицируются на онкогенные и опухолевые супрессоры. Экспрессия онкогенных микро-РНК, как правило, усиливается в большинстве типов опухолей, способствуя злокачественной трансформации и прогрессированию рака. Хорошо известен кластер онкогенных микро-РНК-17-92, включающий микро-РНК-17, -18а, -19а, -20а, -19b-1, -92а-1. Данный кластер локализован на хромосоме 13q31, и экспрессия микро-РНК, входящих в кластер, повышается при многих онкологических заболеваниях. Микро-РНК-221/222-локус, расположенный на Х-хромосоме, – другой широко признанный кластер онкогенных микро-РНК. Две микро-РНК из данного кластера транскрибируются на одном промоторе и имеют одинаковые первичные последовательности [16].

Функциональные исследования показали, что эти микро-РНК осуществляют негативную модуляцию многих генов – супрессоров опухолей, включая р27, р57, DDIT4, PTEN, TIMP3. Несмотря на то что при различных онкологических заболеваниях у человека, уровень экспрессии микро-РНК может быть разным, некоторые онкогенные микро-РНК однозначно ассоциированы с высоким риском развития новообразований, например микро-РНК-21. Повышенная экспрессия микро-РНК-21 может подавлять апоптоз, индуцировать пролиферацию клеток и их выживаемость, а также способствовать клеточной миграции и инвазии путем подавления таких генов, как PDCD4, PTEN, RHOB, RECK и TIMP3 [16]. Микро-РНК – супрессоры опухолей могут подавлять развитие рака путем ингибирования онкогенов. Схожие с кодирующими белки генами – супрессорами опухолей, они часто делетируются, мутируют либо метилируются при многих опухолях человека. Микро-РНК-15а и микро-РНК-16-1, расположенные в хромосомной области 13q14 и транскрибирующиеся как кластер, являются первыми выявленными микро-РНК – супрессорами опухолей. Делеции или мутации в области 13q14 были обнаружены при многих солидных опухолях и при хронической лимфоцитарной лейкемии. Первоначально было установлено, что микро-РНК-15а и микро-РНК-16-1 могут индуцировать апоптоз путем подавления антиапоптотического фактора BCL2 в клетках при хронической лимфоцитарной лейкемии. Последующие исследования показали, что этот кластер микро-РНК также может ингибировать клеточную пролиферацию, индуцировать апоптоз и подавлять онкогенный потенциал путем воздействия на множество дополнительных онкогенов в некоторых сигнальных путях, например регуляции клеточного цикла (CCND1, CCND3, CCNE1 и CDK6), а также факторов ангиогенеза и их рецепторов (VEGF, FGF2 и FGFR1) [16].

Микро-РНК-143/145 – другой кластер супрессоров опухолей, вовлеченный в подавление сигнальных путей RAS и с-Myc. Систематический анализ профилей экспрессии микро-РНК выявил, что снижение регуляции микро-РНК-143 и микро-РНК-145 было ассоциировано с агрессивным фенотипом у пациентов с РПЖ. Восстановление экспрессии микро-РНК-145 снижает клеточный рост в опухоли при РПЖ. В опухолевой ткани мочевого пузыря экспрессия микро-РНК-145 значительно снижена и данная микро-РНК способна ингибировать рост опухолевых клеток и инвазию, используя в качестве мишени мРНК белка фасцина (FSCN1) in vitro [16].

Также было продемонстрировано, что экспрессия микро-РНК-127 повышена в нормальных тканях предстательной железы и мочевого пузыря и значительно понижена в соответствующих опухолях. К тому же мишенью микро-РНК-127 является протоонкоген BCL6, что предполагает, что микро-РНК-127 является супрессором опухолей [19].

Помимо роли в клеточном росте микро-РНК могут влиять на онкогенез и прогрессирование опухоли по дополнительным сигнальным путям. К примеру, семейства микро-РНК-200 и микро-РНК-205, экспрессия которых часто снижается при инвазивной форме рака мочевого пузыря и предстательной железы, выступают в качестве репрессоров эпителиально-мезенхимального перехода, воздействуя на ZEB1 и ZEB2. Кроме того, микро-РНК были вовлечены в эпигенетическую регуляцию. Снижение экспрессии микро-РНК-101 и микро-РНК-449а при РПЖ приводило к повышенной экспрессии гистоновой метилтрансферазы EZH2 и гистоновой деацетилазы HDAC-1 соответственно [16].

Уротелиальная карцинома

Уротелиальная карцинома (УК) – наиболее распространенный тип РМП. Существующая в настоящее время диагностика опирается в основном на уретроцистоскопию. Хотя этот подход и считается «золотым» стандартом, он высокоинвазивен и не комфортен для пациента. Кроме того, пациенты вынуждены проходить повторные цистоскопии для подтверждения диагноза, что определяет значимость выявления новых неинвазивных диагностических биомаркеров. Недавно появились сообщения о профилях экспрессии микро-РНК в моче при РМП. Hanke и соавт. [20] определили профили экспрессии 157 микро-РНК и выявили значительное повышение уровня микро-РНК-126, -182, -199а в моче пациентов с РМП, указав на возможность использования микро-РНК в качестве неинвазивных биомаркеров. Эти результаты были подтверждены пилотным исследованием Snowdon и соавт., которые отобрали две микро-РНК – микро-РНК-126 и микро-РНК-125b – и проанализировали их в независимой (случайной) группе пациентов. Отмечено, что микро-РНК-125b тесно связана с клеточной пролиферацией и дифференцировкой, понижение ее экспрессии наблюдается при многих типах рака [21]. Мишенью микро-РНК-125b является E2F-транскрипционный фактор 3, который имеет решающее значение для перехода клетки из G1 в S-фазу. Snowdon и соавт. показали, что у пациентов с уротелиальной карциномой происходит нарушение регуляции микро-РНК-125b и -126. Так, экспрессия микро-РНК-125b была понижена почти в 10 раз (p<0,01), а микро-РНК-126 продемонстрировала почти 3-кратное повышение (p=0,30) по сравнению со здоровым контролем. Используя эти две микро-РНК, была достигнута 100%-ная специфичность и 80%-ная чувствительность. Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить эти наблюдения [22].

Y. Yamada и соавт. [23] обнаружили, что уровни экспрессии микро-РНК-96 и микро-РНК-183 в образцах мочи были значительно выше при УК по сравнению со здоровым контролем до операции, но значительно ниже в моче, собранной после операции. Кроме того, показано, что микро-РНК-96 приводит к значительному улучшению чувствительности в сочетании с цитологическим исследованием мочи и может служить хорошим диагностическим маркером.

Kim и соавт. исследовали уровень экспрессии микро-РНК-214 у пациентов с неинвазивным типом РМП. Было выявлено значительное повышение уровня микро-РНК-214 в моче пациентов с РМП по сравнению с контрольной группой. После сравнения уровня экспрессии микро-РНК-214 в моче с клиническими результатами обнаружилось, что пациенты с рецидивами имели более низкий уровень микро-РНК-214 по сравнению с пациентами без рецидивов заболевания [24]. Puerta-Gil и соавт. оценили изменения в экспрессии микро-РНК, которые могли бы улучшить стратификацию заболевания и результаты прогноза при опухолях мочевого пузыря, а также использоваться в неинвазивной диагностике по образцам мочи. Экспрессия микро-РНК в опухолях коррелировала со степенью злокачественности, размером и наличием карциномы in situ для микро-РНК-122, рецидивом (микро-РНК-222 и микро-РНК-143), прогрессированием (микро-РНК-222 и микро-РНК-143) и выживаемостью (микро-РНК-222). Анализ микро-РНК-452 и микро-РНК-222 с помощью RT-qPCR в моче обеспечивал высокую точность диагностики РМП [25].

В исследовании [26] показано, что экспрессия семейства микро-РНК-200 снижена в опухолевых тканях при нескольких онкологических заболеваниях, включая РМП. Экспрессия семейства микро-РНК-200 в осадке мочи возрастала после удаления опухолевой ткани, что свидетельствовало о зависимости экспрессии от присутствия злокачественных клеток.

Рак предстательной железы

Рак предстательной железы – наиболее частое онкологическое заболевание у мужчин, частота и смертность от которого неуклонно растет с возрастом. Для диагностики и последующего контроля лечения обычно используется ПСА. Хотя определение уровня ПСА в сыворотке не специфично для РПЖ, его используют для массового скрининга. Было показано, что микро-РНК также определяются в моче пациентов с РПЖ. Bryant и соавт. обнаружили повышенную концентрацию микро-РНК-107 и микро-РНК-574-3р в моче мужчин с РПЖ по сравнению с контролем. Обе микро-РНК могут использоваться для обнаружения РПЖ по образцам мочи. Однако многомерный анализ величины ПСА и уровней экспрессии микро-РНК показал, что ни один показатель не превосходил другой в прогнозировании РПЖ [27].

Применительно к внеклеточным микро-РНК, ассоциированным с развитием урологических опухолей, наиболее часто сообщается об ассоциации микро-РНК-141 и микро-РНК-375 с риском развития РПЖ. Уровни экспрессии микро-РНК-141 в сыворотке позволяли обнаруживать рак у пациентов с 60%-ной чувствительностью и 100%-ной специфичностью. Повышенная экспрессия микро-РНК-141 у пациентов с РПЖ наблюдалась для клеточной РНК, полученной из осадка мочи, так же как и для образцов тканей, что позволяет предположить диагностический и прогностический потенциал микро-РНК-141 для РПЖ. Также микро-РНК-141 с микро-РНК-375 были ассоциированы с высоким индексом Глиссона и положительным статусом поражения лимфоузлов [28]. В другом исследовании было обнаружено четыре микро-РНК с пониженной экспрессией в сыворотке крови (микро-РНК-24, -26b, -30c, -233) и шесть микро-РНК с повышенной экспрессией (микро-РНК-20b, -93, -106a, -874, -1207-5p, -1274a) у пациентов с РПЖ. Три из них (микро-РНК-24, -93, -106а) показали изменения экспрессии при сравнении пациентов с метастазами со здоровым контролем [13]. Эксперименты Takeshita и соавт. [29] на мышах показали, что введение микро-РНК-16 с ателоколлагеном подавляет рост метастазов в костях. Saito и соавт. показали, что микро-РНК-127 высоко экспрессируется в нормальной ткани предстательной железы и мочевого пузыря, но ее экспрессия понижена в соответствующих опухолях. Кроме того, была идентифицирована одна из мишеней микро-РНК-127 – онкоген BCL6, что предполагает опухольсупрессирующую роль данной микро-РНК [19]. Kosaka и соавт. также обнаружили, что микро-РНК-146а, которая является опухолевым супрессором, значительно подавляет экспрессию белка ROCK1, приводя к снижению пролиферации в клеточной линии РПЖ [30].

Для многих типов рака, в том числе РПЖ, показано снижение экспрессии микро-РНК-143. Действие данной микро-РНК направлено на подавление клеточной пролиферации или индукцию апоптоза посредством воздействия на гены-мишени, такие как KRAS и ERK5. Эксперимент, проведенный на мышах, показал, что при внутривенном введении микро-РНК-143 значительно снижается образование метастазов в легких в клеточных линиях метастатической остеогенной саркомы человека [31]. Важно отметить, что снижение пролиферации отменялось введением в клеточную линию антимикро-РНК-143, что свидетельствует о том, что именно микро-РНК-143, содержащаяся в экзосомах, замедляла рост клеток [32].

Почечно-клеточная карцинома

В исследовании [33] микро-РНК-15а описана как опухолевый супрессор, способствующий апоптозу и ингибированию клеточной пролиферации через тесное взаимодействие с α-изоформой протеинкиназы С (PKCα). На молекулярном уровне PKCα подавляет высвобождение из ядра премикро-РНК-15а путем прямого взаимодействия молекул. Снижение уровня PKCα приводит к повышению экспрессии микро-РНК-15а. Показано, что усиление экспрессии микро-РНК-15а может быть важным маркером различий между доброкачественной и злокачественной светлоклеточной ПКК в образцах не только тканей, но и мочи.

Существуют данные о вовлечении ряда микро-РНК в VHL-зависимый путь развития ПКК. Так, мишенями микро-РНК-21 являются гены, вовлеченные в регуляцию клеточного цикла, например p53. Было также показано, что микро-РНК-21 индуцирует опухолевый ангиогенез, воздействуя на PTEN, что обусловливает активацию AKT и ERK1/2 сигнальных путей и повышение экспрессии HIF-1a и VEGF. Деградацию PTEN также вызывают две микро-РНК – микро-РНК-221 и микро-РНК-222, вовлеченные, кроме того, в процесс метастазирования [34].

Микро-РНК-155, вовлеченная в гипоксический ответ, играет определенную роль в качестве компонента сети отрицательных обратных связей, который управляет трансляцией HIF-1a. При светлоклеточной ПКК часто наблюдается повышенная экспрессия данной микро-РНК в опухолях по сравнению с нормальной тканью, кроме того, повышение экспрессии коррелирует с увеличением размера опухоли [34].

Микро-РНК-210 также регулируется HIF-1a. Мишенями данной микро-РНК являются гены, вовлеченные в ангиогенез и выживаемость стволовых клеток. В исследовании [35] было показано, что экспрессия микро-РНК-210 повышена в сыворотке крови пациентов с ПКК по сравнению со здоровыми индивидами. Кроме того, уровень экспрессии микро-РНК-210 в сыворотке пациентов значительно снижался после хирургического удаления опухоли.

Заключение. Накопленные на сегодняшний день данные дают серьезные основания полагать, что внеклеточные микро-РНК являются важными молекулами для понимания механизмов развития любой опухоли. Использование микро-РНК в диагностике онкоурологических заболеваний имеет огромный потенциал, что обусловлено их стабильностью и относительной простотой обнаружения. В настоящее время использование микро-РНК в диагностических целях ограничено противоречивыми данными, полученными в результате различных исследований, в связи с отсутствием стандартизированных методологий и референсных генов для нормализации данных. Поскольку экспрессия микро-РНК специфична для каждого вида рака, использование их в качестве маркеров может существенно повысить точность и специфичность диагностики злокачественных новообразований мочеполовой системы.

Работа проведена при финансовой поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований № 14-04-97083


About the Autors


Corresponding author: I.R. Gilyazova– PhD (Biol.Sci.), Research Fellow at the Laboratory of Molecular Human Genetics; e-mail: gilyasova_irina@mail.ru


Similar Articles


Бионика Медиа