Espressione di TMOD3 nel carcinoma ovarico
In primo luogo, il database GEO ha mostrato che i livelli di espressione dell'mRNA di TMOD3 erano elevati nei set di dati di microarray GSE51088 e GSE66957 (Figura 1A, B). TMOD3 è stato anche altamente espresso nel carcinoma ovarico rispetto ai tessuti ovarici normali mediante lo strumento web TNMplot (Figura 1C). L'analisi dei dati CPTAC con lo strumento web UALCAN ha mostrato che il livello proteico di TMOD3 era significativamente più alto nel carcinoma ovarico rispetto ai tessuti ovarici normali (Figura 1D). Inoltre, il set di dati GEO ha GSE53963 mostrato che l'espressione di TMOD3 era significativamente più alta nei tumori ovarici di grado 4 rispetto a quelli con gradi 2 e 3 (Figura 1E), e il set di dati GSE23554 ha mostrato che i livelli di TMOD3 erano più alti nelle pazienti con carcinoma ovarico in stadio 3 rispetto a quelle con stadio 1 e 2 (Figura 1F). Inoltre, il set di dati GSE131978 ha mostrato che l'espressione di TMOD3 era anche significativamente più alta nei tessuti di cancro ovarico con metastasi rispetto a quelli senza metastasi (Figura 1G). Questi risultati suggeriscono che TMOD3 può influenzare la progressione del cancro ovarico.
Effetti del platino sull'espressione di TMOD3 nel carcinoma ovarico
La chemioterapia è un fattore importante che influenza la progressione del cancro ovarico33. Per indagare se TMOD3 influisce sulla progressione del cancro ovarico influenzando la chemioterapia, questo studio ha prima osservato se l'espressione di TMOD3 fosse alterata nel carcinoma ovarico quando trattato con farmaci chemioterapici. GSE47856 set di dati ha mostrato che il livello di espressione di TMOD3 è diminuito dopo essere stato trattato con cisplatino nella linea cellulare CH1 del carcinoma ovarico (Figura 2A). Il set di dati GSE49577 ha mostrato che l'espressione dell'mRNA di TMOD3 era inferiore nei topi xenotrapiantati di carcinoma ovarico trattati con carboplatino rispetto a quelli non trattati (Figura 2B). Inoltre, il set di dati GSE63885 ha anche mostrato che l'espressione di TMOD3 era significativamente ridotta dopo la chemioterapia a base di platino nelle pazienti con carcinoma ovarico che erano altamente sensibili al platino rispetto alle pazienti con carcinoma ovarico che non erano state trattate con chemioterapia, ma non c'era differenza nelle pazienti con carcinoma ovarico che erano moderatamente sensibili al platino (Figura 2C). I risultati di cui sopra suggeriscono che TMOD3 è un possibile bersaglio del platino.
Espressione di TMOD3 nel carcinoma ovarico platino-sensibile o resistente
Sulla base dei risultati di cui sopra, questo studio ha ipotizzato che un'elevata espressione di TMOD3 nel carcinoma ovarico possa influenzare la progressione del cancro ovarico regolando la resistenza al platino. Pertanto, questo studio ha esaminato per la prima volta l'espressione di TMOD3 in linee cellulari resistenti ai farmaci o nei tessuti tumorali dei pazienti mediante più set di dati GEO. Sia i set di dati GSE15372 che quelli GSE33482 hanno mostrato che l'espressione di TMOD3 nella linea cellulare di carcinoma ovarico resistente al cisplatino a2780 era significativamente più alta di quella nel gruppo sensibile al cisplatino (Figura 3A, B). Il set di dati GSE45553 ha mostrato che l'espressione di TMOD3 nel carcinoma ovarico resistente al cisplatino era significativamente più alta di quella del gruppo sensibile al cisplatino (Figura 3C). Infine, un'analisi completa delle pazienti chemioterapiche con carcinoma ovarico TCGA e GEO utilizzando il plotter ROC ha rivelato che l'espressione di TMOD3 era significativamente più alta nelle pazienti con carcinoma ovarico con resistenza al platino rispetto a quelle sensibili al platino (Figura 3D). Inoltre, la curva ROC ha mostrato TMOD3 come marcatore per determinare la resistenza al platino nel carcinoma ovarico (Figura 3E). I risultati di cui sopra suggeriscono che un'elevata espressione di TMOD3 può svolgere un ruolo essenziale nella resistenza al platino nel carcinoma ovarico.
L'effetto dell'espressione di TMOD3 sul tasso di sopravvivenza delle pazienti con carcinoma ovarico
L'analisi prognostica delle pazienti con carcinoma ovarico TCGA mediante lo strumento KM-plotter ha rivelato che un'elevata espressione dell'mRNA di TMOD3 era significativamente associata a bassa OS e PFS nei pazienti totali o nei pazienti in trattamento con platino (Figura 4). È interessante notare che la PFS nei pazienti con trattamento con platino era più significativa del totale dei pazienti (Figura 4D). Poiché la PFS è un indicatore migliore degli esiti del trattamento rispetto alla OS, l'analisi prognostica dimostra ulteriormente il ruolo critico di TMOD3 nelle pazienti con chemioterapia a base di platino per il carcinoma ovarico.
Analisi mRNA-miRNA di TMOD3 nel carcinoma ovarico
La regolazione post-trascrizionale mediata dai microRNA è un meccanismo importante che influenza l'espressione genica. La funzione di un gene può essere prevista in base alla funzione dei microRNA che lo prendono di mira34. Per esplorare il possibile meccanismo di elevata espressione di TMOD3 nel carcinoma ovarico, sono stati identificati ventuno microRNA che hanno come bersaglio TMOD3 mediante previsione TargetScan. La loro correlazione con TMOD3 è stata convalidata anche in campioni di carcinoma ovarico TCGA (Figura 5A). Tutti hanno dimostrato di mediare la chemioresistenza tumorale e la maggior parte (17/21) ha dimostrato di associarsi alla resistenza al cisplatino nel carcinoma ovarico 35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48, eccetto has-miR-301a-3p, has-miR -301b-3p, has-miR-365a-5p e has-miR-365b-5p. Inoltre, l'analisi dei campioni di carcinoma ovarico TCGA ha rivelato che sia has-miR-454-3p che has-miR-133a-3p erano correlati negativamente in modo più significativo con l'espressione di TMOD3 (Figura 5A-C). Inoltre, l'analisi di Linkedomics è risultata scarsamente espressa nell'has-miR-133a-3p nei tumori ovarici resistenti al cisplatino (Figura 5E), mentre non vi era alcuna significatività nell'has-miR-454-3p (Figura 5D). Pertanto, è possibile che la regolazione post-trascrizionale mediata da microRNA, in particolare has-miR-133a-3p, sia responsabile dell'elevata espressione di TMOD3 nel carcinoma ovarico resistente al cisplatino.
Relazione tra l'espressione di TMOD3 e l'infiltrazione immunitaria nel carcinoma ovarico
L'immunoterapia è una strategia terapeutica nuova e promettente rispetto alla chemioterapia e alla chirurgia. Circa il 50% delle pazienti con carcinoma ovarico presenta un'infiltrazione spontanea di cellule immunitarie multiple49,50. Inoltre, l'immunoterapia per le pazienti con carcinoma ovarico con chemioresistenza è di interesse. Ad esempio, l'inibitore del ligando 1 della morte cellulare programmata 1 (PD-L1) Durvalumab, in combinazione con l'inibitore di PARP Olaparib, ha mostrato buoni effetti terapeutici nelle pazienti con carcinoma ovarico con resistenza al platino51. Il set di dati HPA ha mostrato che TMOD3 era ampiamente distribuito in varie cellule immunitarie (Figura 6A, B), il che implica che TMOD3 svolge un ruolo importante nelle cellule immunitarie. Pertanto, questo studio ha studiato la correlazione tra TMOD3 e l'infiltrazione immunitaria del cancro ovarico utilizzando TIMER. TMOD3 era correlato negativamente con la purezza del tumore (Figura 6C). Ciò suggerisce che molte altre cellule si infiltrano nel tessuto del cancro ovarico e che TMOD3 potrebbe potenzialmente influenzare il cancro ovarico attraverso queste cellule infiltrate. Infatti, i risultati hanno inoltre mostrato che l'espressione di TMOD3 era correlata positivamente con i linfociti B, le cellule T CD8+, i neutrofili e le cellule dendritiche, ma non con le cellule T CD4+ e i macrofagi (Figura 6D-I). Questo studio ha ulteriormente studiato la relazione tra l'espressione di TMOD3 e gli immunomodulatori o chemochine nel carcinoma ovarico. Ha scoperto che l'espressione di TMOD3 era significativamente correlata con vari immunomodulatori (Figura 7A), inclusi checkpoint immunitari ben consolidati come la morte programmata 1 (PD1), PD-L1 (CD274) e l'antigene citotossico dei linfociti T 4 (CTLA4) (Figura 7B-D). Questi risultati suggeriscono che TMOD3 può svolgere un ruolo importante nell'infiltrazione immunitaria del cancro ovarico.
Reti di coespressione TMOD3 nel carcinoma ovarico
Questo studio ha poi esplorato i potenziali meccanismi di TMOD3 nel coinvolgimento del carcinoma ovarico. In primo luogo, questo studio ha costruito la rete di coespressione di TMOD3 nel carcinoma ovarico. Un totale di 4774 geni sono stati significativamente associati a TMOD3 nei campioni di carcinoma ovarico TCGA rivelati da LinkedOmics. La mappa di calore ha mostrato i geni TOP50 associati positivamente o negativamente a TMOD3 (Figura 8A, B). Successivamente, questo studio ha esaminato 295 geni che interagiscono con TMOD3 utilizzando STRING. Dopo aver sovrapposto 4774 geni significativamente associati a TMOD3 e 295 geni che interagiscono con TMOD3, sono stati sottoposti a screening 76 geni (Figura 8C). L'analisi dell'arricchimento funzionale di questi 76 geni ha mostrato che il citoscheletro di actina e l'adesione focale erano i più arricchiti (Figura 8D). L'analisi dell'arricchimento della via KEGG ha rivelato che i proteoglicani nel cancro erano i più arricchiti (Figura 8E).
Terapie a piccole molecole
Le correlazioni tra TMOD3 e potenziali farmaci o piccole molecole sono state analizzate utilizzando il database CTD. Sono stati identificati un totale di otto farmaci con potenziali effetti inibitori su TMOD3 (Figura 9A), tra cui paracetamolo, acido aristolochico I, bufalina, doxorubicina, acido folico, aloperidolo, tossina T-2 e tetraclorodibenzodiossina (Figura 9B-I). Le strutture molecolari dei farmaci identificati sono state determinate dal database PubChem. Questi farmaci forniscono indizi per superare il processo di resistenza ai farmaci nel carcinoma ovarico mediato dalla sovraespressione di TMOD3.

Figura 1: Livelli di espressione di mRNA e proteine di TMOD3 in più dataset di carcinoma ovarico. (A) Analisi dell'espressione di mRNA di TMOD3 in tessuti ovarici normali (n = 20) e carcinoma ovarico (n = 152) mediante GSE51088 dataset. (B) Analisi dell'espressione dell'mRNA di TMOD3 in tessuti ovarici normali (n = 12) e carcinoma ovarico (n = 57) mediante GSE66957 set di dati. (C) Analisi dell'espressione dell'mRNA di TMOD3 nel tessuto ovarico normale (n = 133) e nel carcinoma ovarico (n = 374) mediante plotter TNM. (D) Analisi dell'espressione proteica di TMOD3 nel tessuto ovarico normale (n = 25) e nel carcinoma ovarico (n = 100) nei dati CPTAC mediante lo strumento UALCAN. (E) Analisi dell'espressione dell'mRNA di TMOD3 nel carcinoma ovarico di grado 2 e 3 (n = 94) e nel carcinoma ovarico di grado 4 (n = 80) mediante GSE53963 set di dati. (F) Analisi dell'espressione dell'mRNA di TMOD3 nel carcinoma ovarico di stadio 1 e 2 (n = 10) e nel carcinoma ovarico di stadio 3 (n = 18) mediante GSE23554 set di dati. Inserisci il testo qui. (G) Analisi dell'espressione dell'mRNA di TMOD3 nel carcinoma ovarico con o senza metastasi mediante il set di dati GSE131978. I dati sono rappresentati come media ± SEM. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Livelli di espressione dell'mRNA di TMOD3 in linee cellulari di carcinoma ovarico, tumori trapiantati e pazienti dopo trattamento con farmaco a base di platino. (A) Analisi dell'espressione dell'mRNA di TMOD3 in linee cellulari di carcinoma ovarico CH1 (n = 3) trattate con cisplatino (n = 3) mediante il set di dati GSE47856. (B) Analisi dell'espressione dell'mRNA di TMOD3 nei trapianti di carcinoma ovarico trattati con cisplatino (n = 12) e non trattati in CH1 (n = 19). (C) Analisi dell'espressione dell'mRNA di TMOD3 in pazienti con carcinoma ovarico trattate con cisplatino con elevata sensibilità (HS, n = 13) e moderatamente sensibili al cisplatino (n = 28), nonché in pazienti senza trattamento con cisplatino (n = 26). I dati sono rappresentati come media ± SEM. *rispetto a non trattati, P < 0,05. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Livelli di espressione dell'mRNA di TMOD3 in linee cellulari o pazienti con carcinoma ovarico sensibile al platino e resistente al platino. (A,B) I livelli di espressione dell'mRNA TMOD3 nelle linee cellulari A2780 sensibili al cisplatino e resistenti al cisplatino sono stati analizzati dal set di dati GSE15372 (A) e dal set di dati GSE33482 (B). (C) I livelli di espressione dell'mRNA TMOD3 nello sferoide del carcinoma ovarico sensibile al cisplatino e resistente al cisplatino sono stati analizzati dal set di dati GSE45553. (D,E) I livelli di espressione dell'mRNA di TMOD3 in pazienti con carcinoma ovarico sensibile al platino e resistenti al platino sono stati analizzati con lo strumento plotter ROC (D) e TMOD3 è stato identificato come marcatore per determinare la resistenza al platino mediante curve ROC (E). I dati sono rappresentati come media ± SEM. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Analisi di correlazione dei livelli di espressione dell'mRNA di TMOD3 con OS e PFS di pazienti con carcinoma ovarico. (A,B) Analisi di correlazione dei livelli di espressione dell'mRNA di TMOD3 con OS in tutte le pazienti con carcinoma ovarico TCGA (A) o pazienti sottoposte a chemioterapia a base di platino (B). (C, D) Analisi di correlazione dei livelli di espressione dell'mRNA di TMOD3 con PFS in tutte le pazienti con carcinoma ovarico TCGA (C) o in pazienti sottoposte a chemioterapia a base di platino (D). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: Determinazione delle relazioni tra TMOD3 e resistenza ai farmaci mediante analisi dell'interazione mRNA-microRNA. (A) Predizione di miRNA che hanno come bersaglio TMOD3. Il colore della linea rappresenta il percentile del punteggio TargetScan Context++ e il colore del nodo rappresenta la forza di correlazione tra questo miRNA e TMOD3 nel set di dati sul cancro ovarico TCGA. (B,C) Correlazione tra i livelli di espressione dell'mRNA di TMOD3 e has-miR454-3p (B) e has-miR133a-3p (C) in campioni di carcinoma ovarico TCGA. (D,E) Espressione di has-miR454-3p (D) e has-miR133a-3p (E) nel carcinoma ovarico sensibile e resistente al cisplatino in campioni di carcinoma ovarico TCGA. I dati sono rappresentati come media ± SEM. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 6: Correlazione dei livelli di espressione dell'mRNA di TMOD3 con l'infiltrazione delle cellule immunitarie nel carcinoma ovarico. (A,B) Livelli di espressione dell'mRNA TMOD3 delle cellule immunitarie nel set di dati HPA (A) e nel set di dati Monaco (B). (C-I) Correlazione dei livelli di espressione dell'mRNA di TMOD3 con la purezza tumorale nel carcinoma ovarico TCGA (C), nei linfociti B (D), nelle cellule T CD4+ (E), nelle cellule T CD8+ (F), nei macrofagi (G), nei neutrofili (H) e nell'infiltrazione di cellule dendritiche (I). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 7: Analisi di correlazione dei livelli di espressione dell'mRNA di TMOD3 con fattori immunoregolatori in pazienti con carcinoma ovarico. (A) La mappa termica della correlazione tra l'espressione dell'mRNA di TMOD3 e gli immunoregolatori nel carcinoma ovarico TCGA, inclusi inibitori immunitari, immunostimolatori, MHC, chemochine e recettori. (B-D) Analisi di correlazione dei livelli di espressione dell'mRNA di TMOD3 con checkpoint immunitari come PD1 (B), PD-L1 (CD274) (C) e CTLA4 (D) in campioni di carcinoma ovarico TCGA. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 8: Reti di coespressione TMOD3 nel carcinoma ovarico. (A,B) Le mappe di calore che mostrano i primi 50 geni positivamente (A) e negativamente (B) sono correlati con TMOD3 nei set di dati sul cancro ovarico TCGA utilizzando LinkedOmics. Il rosso e il blu rappresentano rispettivamente geni correlati positivamente e negativamente. (C) Diagramma di Venn di 295 geni interagenti con TMOD3 e i 4774 geni correlati con TMOD3 nel carcinoma ovarico TCGA. (D) Analisi dell'arricchimento funzionale di 76 geni sovrapposti. Il grafico a bolle ha dimostrato i primi 5 elementi significativamente arricchiti in BP, CC e MF. (E) Le vie TOP10 dell'analisi dell'arricchimento della via KEGG. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 9: Previsione di potenziali farmaci o piccole molecole che hanno come bersaglio TMOD3. (A) Previsione di potenziali farmaci che hanno come bersaglio TMOD3 utilizzando il database CTD, con il rosso che rappresenta il farmaco, potrebbe inibire TMOD3. (B-H) Il database PubChem rivela le strutture molecolari di otto farmaci mirati. (B) paracetamolo, (C) acido aristolochico I, (D) bufalina, (E) doxorubicina, (F) acido folico, (G) aloperidolo, (H) tossina T-2. (I) Tetraclorodibenzodiossina. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 1 supplementare: Metodi per analizzare i livelli di espressione di MRNA e proteine di TMOD3 in più set di dati sul cancro ovarico. (A) Analisi dell'espressione di TMOD3 utilizzando il database GEO. (B) Ulteriore analisi dei dati estratti dal database GEO utilizzando software statistici e grafici. (C) Analisi dell'espressione di TMOD3 utilizzando il TNMplot. (D) Analisi dell'espressione proteica utilizzando l'UALCAN. Clicca qui per scaricare questo file.
Figura 2 supplementare: Analisi prognostica con plotter KM. Clicca qui per scaricare questo file.
Figura 3 supplementare: Analisi delle curve ROC con plotter ROC. Clicca qui per scaricare questo file.
Figura 4 supplementare: Metodi per l'analisi dell'mRNA-miRNA. (A) Predizione del bersaglio dei miRNA TMOD3 utilizzando TargetScan. (B) Analisi di correlazione di TMOD3 con miRNA utilizzando cBioportal. (C) Visualizzazione dell'analisi di correlazione utilizzando Cytoscape. (D) Analisi dell'espressione dei miRNA mediante LinkedOmics. Clicca qui per scaricare questo file.
Figura 5 supplementare: Metodi per l'analisi delle immunoinfiltrazioni. (A) Analisi della distribuzione di TMOD3 in varie cellule immunitarie. (B) Analisi di correlazione di TMOD3 con infiltrazione immunitaria mediante cBioportal. (C) Analisi di correlazione di TMOD3 con immunomodulatori mediante TISIDB. Clicca qui per scaricare questo file.
Figura 6 supplementare: Previsione dei geni che hanno interagito con TMOD3 utilizzando STRING. Clicca qui per scaricare questo file.
Figura 7 supplementare: Annotazione funzionale con DAVID. Clicca qui per scaricare questo file.
Figura 8 supplementare: Previsione dei farmaci bersaglio TMOD3 utilizzando il database CTD. Clicca qui per scaricare questo file.
Figura 9 supplementare: Analisi della struttura molecolare dei farmaci utilizzando il database PubChem. Clicca qui per scaricare questo file.