מחקר זה בוצע בהתאם להצהרת הלסינקי. אישור ניתן על ידי ועדת האתיקה של Inner Mongolia Medical University ב-21 באוקטובר 2021. הסכמה מדעת בכתב התקבלה מכל המשתתפים שנכללו במחקר.
איסוף דגימות קליניות
רקמות של CRC ורקמות לא סרטניות סמוכות שנלקחו כזוגות נאספו מ-45 מטופלים שעברו כריתה רדיקלית בין דצמבר 2017 לפברואר 2020. אף אחד מהמטופלים לא קיבל רדיותרפיה או כימותרפיה טרום-ניתוחית, ומטופלים עם גידולים ממאירים אחרים הוחרגו. רקמה לא סרטנית סמוכה נאספה במרחק של לפחות 5 cm משולי הגידול. הדגימות הוקפאו מיד לאחר ההסרה הכירורגית ואוחסנו בחנקן נוזלי עד למיצוי ה-RNA. העוקבה כללה 27 מטופלים גברים ו-18 מטופלות נשים; 13 מטופלים היו צעירים מ-60 שנים, ו-32 היו בני 60 שנים ומעלה. המשתנים הקליניקופתולוגיים כללו קוטר גידול, שלב TNM, דיפרנציאציה, תסביב גידול כלי דם, גרורות בקשרי לימפה ורמת CEA טרום-ניתוחית.
איסוף נתונים ציבוריים ועיבוד מקדים
נתוני miRNA-seq, RNA-seq ונתונים קליניים בגישה פתוחה עבור TCGA-COAD ו-TCGA-READ התקבלו מפורטל Genomic Data Commons. גידולי ראשוניים ודגימות רקמה מוצקה נורמלית זוהו בהתאם לסוג הדגימה של GDC. דגימות של גידולים גרורתיים וחוזרים הוצאו מניתוח הביטוי הדיפרנציאלי בין גידול לנורמה. עבור קבצי miRNA-seq של TCGA, הרשומה ברמת בסיס הנתונים שזוהתה עבור ניתוח זה הייתה hsa-mir-192; ערכי הביטוי נותחו כ-log2(RPM + 1), כאשר RPM מציין reads per million של קריאות miRNA ממופות. ניתוחים של גידול-נורמה, הן לא מזווגים והן מזווגים, בוצעו כאשר היו דגימות תואמות זמינות. מערכי נתונים GEO GSE89076 ו-GSE156355 שימשו לסריקת גנים מועמדים למטרה. גנים עם ביטוי דיפרנציאלי מ-GEO נסרקו באמצעות p adjusted < 0.05 וערך מוחלט של log2 fold-change ≥ 2. שמות מערכי הנתונים נבדקו לעקביות לאורך כתב היד.
ניתוחים אבחנתיים, קליניקו-פתולוגיים ושל הישרדות
ניתוח עקומת מאפייני המקלט (ROC) שימש להערכת ההפרדה הראשונית בין גידול לרקמה נורמלית ב-TCGA-COAD, TCGA-READ, ובקוהורט המשולב COADREAD. מכיוון שמספר הדגימות הנורמליות היה קטן, בוצעו ניתוחי רגישות נוספים, כולל דגימה חוזרת מאוזנת של גידול-נורמלית ב-5,000 חזרות וניתוח leave-one-normal-out. לצורך ניתוחי קשר קליני-פתולוגיים, דגימות גידול ראשוני חולקו לקבוצות בעלות ביטוי גבוה ונמוך על פי רמת הביטוי החציונית של miR-192 ב-TCGA. הניתוחים חזרו על עצמם עבור קוהורט COADREAD המשולב ועבור COAD ו-READ בנפרד כאשר גודל המדגם התיר זאת. הישרדות כוללת הוערכה באמצעות ניתוח Kaplan-Meier עם מבחן log-rank ורגרסיית Cox חד-משתנית. ניתוחים אבחנתיים, קליני-פתולוגיים וניתוחי הישרדות דווחו בנפרד כדי למנוע הגזמה במסקנות הפרוגנוסטיות.
ניתוחים של גנים מועמדים למטרה וגני צומת (hub-genes)
גנים מטרת-מועמדים זוהו על ידי שילוב של תחזיות miRWalk עם גנים בעלי ביטוי דיפרנציאלי מ-GSE89076 ו-GSE156355. החפיפה בין שלושת המקורות הללו נשמרה לצורך ניתוח גישוש המשכי. רשת אינטראקציות חלבון-חלבון נבנתה באמצעות STRING, וגני מפתח (hub genes) נבחרו על פי דרגת הצומת (node degree) וקישוריות המודול באמצעות ניתוחי cytoHubba ו-MCODE מבוססי Cytoscape. גני המפתח שנשמרו (KIF20A, TPX2, CDCA5, CCNB1, CDK1, PLP1, NRXN1, GRIK3, ו-KIF5C) הוערכו בהמשך באמצעות נתוני RNA-seq של TCGA. הבדלי ביטוי בין גידול לרקמה נורמלית, מתאמי Spearman עם ביטוי miR-192 ב-TCGA, וקשרים עם הישרדות כוללת סוכמו כניתוחי גישוש משלימים. גנים אלו נחשבו כגנים מטרת-מועמדים בלבד; לא הוסק מהנתונים הביואינפורמטיים קשירה ישירה, אפקט הצלה (rescue effect) או רגולציה ברמת החלבון במורד המסלול.
ניתוח העשרה של GO ו-KEGG
ניתוחי העשרה של Gene Ontology (GO) ו-Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) בוצעו עבור קבוצת הגנים המועמדת ומודולי רשת משמעותיים. מונחי GO קובצו לקטגוריות של תהליך ביולוגי, רכיב תאי ותפקוד מולקולרי. תוצאות העשרה עם p < 0.05 נחשבו למשמעותיות סטטיסטית ופורשו כאותות של מסלולים המעוררים השערות, ולא כמנגנונים המהווים אישוש ניסויי.
מיצוי RNA ואנליזת qRT-PCR
RNA כולל הופק מ-45 דגימות זוגיות של CRC ורקמה לא סרטנית סמוכה באמצעות ריאגנט TRIzol בהתאם לפרוטוקול היצרן. טוהר ה-RNA והריכוז שלו נבדקו באופן ספקטרופוטומטרי, ודגימות עם ערכי A260/A280 שבין 1.8 ל-2.1 שימשו לתעתוק הפוך. qRT-PCR בוצע באמצעות מערכת לתעתוק הפוך של miRNA וריאגנטים ל-miRNA qPCR מבוססי SYBR Green מחברת TransGen Biotech. התעתוק ההפוך וההגברה ב-qPCR בוצעו בהתאם להוראות יצרן הריאגנטים. כל תגובת qRT-PCR הורצה בשלישייה טכנית. RNU6B שימש כרפרנס פנימי. הפריימרים של miR-192-5p היו 5'-GGGGCTGACCTATGAATTGA-3' (forward) ו-5'-CAGTGCAGGGTCCGAGGT-3' (reverse). הפריימרים של RNU6B היו 5'-ATTGGAACGATACAGAGAAGATT-3' (forward) ו-5'-GGAACGCTTCACGAATTTG-3' (reverse). ניתוח עקומת המסת (Melt-curve) שימש להערכת ספציפיות ההגברה כאשר פלטפורמת ה-qPCR תמכה בכך. ביטוי יחסי חושב באמצעות שיטת 2-ΔΔCt. תוצאות של גידול ורקמה סמוכה בזוגות נותחו כמדידות קליניות זוגיות.
תרבית תאים והסמכה (טרנספקציה)
קו התאים האנושי CRC HT29 הושג ממלאי התאים של מעבדת המחברים, ואומת ונמצא נקי מזיהום mycoplasma. תאי HT29 תורגלו בתווך McCoy's 5A מועשר ב-10% fetal bovine serum, 100 U/mL penicillin, ו-100 µg/mL streptomycin בטמפרטורה של 37 oC באטמוספירה של 5% CO2. התאים הועברו למצע חדש כאשר הגיעו לכ-80% confluence. miR-192-5p mimics והאוליגוניוקלאוטיד לשלילה con238 נרכשו מ-Sangon Biotech (שנגחאי, סין) ושימשו לטרנספקציה זמנית. תאי HT29 נזרעו בלוחות של 6 באריים וטרנספקטו כאשר צפיפות התאים הגיעה לכ-20–30%, תוך שימוש בריכוז סופי של אוליגוניוקלאוטיד של 50 nM ובפרוטוקול טרנספקציה מבוסס ליפידים שבוצע בהתאם להוראות יצרן הריאגנט. היחס המדויק בין הריאגנט לאוליגוניוקלאוטיד וכמות הריאגנט התאימו לפרוטוקול המומלץ של היצרן כפי שמופיע ברישומי המעבדה של המחברים. התאים הוצאו לדגירה עם קומפלקסי הטרנספקציה בתנאי תרבית סטנדרטיים, ובדיקות דימוי לאחר טרנספקציה ובדיקות ריפוי פצעים (wound-healing assays) בוצעו לאחר הטרנספקציה בהתאם ללוח הזמנים הניסויי. רק נתונים של תאי HT29 נכללו במחקר הנוכחי.
בדיקת ריפוי פצעים
תאי HT29 שעברו טרנספקציה נזרעו בלוחות של 6 בארות וגודלו עד להיווצרות שכבה חד-שכבתית רציפה (confluent monolayer). שריטה ליניארית נוצרה באמצעות טיפ של פ pipette סטרילי בנפח 200 µL, ותאים שהסתלקו הוסרו על ידי שטיפה ב-PBS. לאחר מכן, המצע הוחלף במצע נטול סרום כדי להפחית השפעות הקשורות לשגשוג במהלך הערכת הנדידה. תמונות של הפצע צולמו בנקודות הזמן 0 h, 24 h ו-48 h. בדיקת ריפוי הפצע בוצעה בשלוש חזרות ביולוגיות בלתי תלויות, ושדות מיקרוסקופיים מרובים נמדדו עבור כל קבוצה ונקודת זמן. רוחב הפצע כומת מתמונות המיקרוסקופיה באמצעות תוכנה לניתוח תמונות; גרסת התוכנה המדויקת ששימשה למדידות המקוריות לא הייתה זמינה ברשומות המקור. קצב ריפוי הפצע חושב לפי הנוסחה: [(רוחב הפצע ב-0 h - רוחב הפצע בנקודת הזמן המצוינת) / רוחב הפצע ב-0 h] x 100%. מכיוון שנתוני כתב היד הזמינים אינם כוללים ניסוי נפרד לבקרת שגשוג, תוצאות ריפוי הפצע פורשו כקשורות לנדידה, אך לא כהדרה מוחלטת של השפעות שגשוג.
ניתוח קורלציה של חתימה חיסונית
הקשר בין ביטוי miR-192 ב-TCGA לבין חתימות הקשורות למערכת החיסון נבחן מחדש באמצעות נתוני RNA-seq של גידולים ראשוניים. סה"כ 425 דגימות גידול עם נתוני miRNA ו-RNA-seq תואמים נכללו בניתוח המתאם של ציון החתימה. ביטוי miR-192 הראה מתאמים שליליים חלשים אך מובהקים סטטיסטית עם מספר חתימות חיסוניות לאחר תיקון שיעור גילוי שגוי (FDR), כולל תאי Tfh (rho = -0.205, FDR = 0.00049), תאי דנדריטיים מופעלים (rho = -0.186, FDR = 0.00098), תאי Treg (rho = -0.185, FDR = 0.00098), תאי דנדריטיים פלסמציטואידיים (rho = -0.169, FDR = 0.0027) ומקרופאגים (rho = -0.149, FDR = 0.0092). מתאמים חיוביים נצפו בעיקר עבור חתימות של אאוזינופילים (rho = 0.139, FDR = 0.0155) ותאי Th17 (rho = 0.121, FDR = 0.0296). ממצאים אלו מעידים על קשרים חיסוניים הטרוגניים ובדרך כלל חלשים, ולא על דפוס אחיד של חדירה חיסונית חיובית.
ניתוח סטטיסטי
ניתוחים סטטיסטיים בוצעו באמצעות GraphPad Prism 9.0, SPSS 25.0, ותוכנת R 3.6.3. משתנים רציפים סוכמו כממוצע ± סטיית תקן או כחציון עם טווח בין-רבעוני, לפי העניין. השוואות של רקמות זוגיות נותחו באמצעות מבחנים מזווגים כאשר דגימות הגידול והרקמה הסמוכה לו היו תואמות. מבחנים לא פרמטריים שימשו כאשר הנחות הנורמליות לא התקיימו. עקומות ROC, דגימה חוזרת מאוזנת (balanced resampling) וניתוח leave-one-normal-out שימשו לאפיוני הבחנה אבחנתית ראשונית; מבחני Chi-square שימשו לקשרי קליניקה-פתולוגיה קטגוריים; מודלי Cox ומבחן log-rank שימשו לניתוחי הישרדות; ומתאם Spearman שימש לניתוחי מערכת החיסון וגני מפתח (hub-genes). ערך p < 0.05 דו-צדדי נחשב למשמעותי סטטיסטית, כאשר עבור מתאמי חתימת חיסונית דווח תיקון של שיעור התגליות השגויות (false-discovery rate).