TMOD3-expressie bij eierstokkanker
Ten eerste toonde de GEO-database aan dat de mRNA-expressieniveaus van TMOD3 verhoogd waren in microarray-datasets GSE51088 en GSE66957 (Figuur 1A,B). TMOD3 werd ook sterk tot expressie gebracht bij eierstokkanker in vergelijking met normaal eierstokweefsel door de TNMplot-webtool (Figuur 1C). Analyse van CPTAC-gegevens door de UALCAN-webtool toonde aan dat het eiwitniveau van TMOD3 ook significant hoger was bij eierstokkanker dan bij normaal eierstokweefsel (Figuur 1D). Bovendien toonde de GEO-dataset GSE53963 aan dat de TMOD3-expressie significant hoger was bij eierstokkanker met graad 4 dan bij mensen met graad 2 en 3 (Figuur 1E), en de GSE23554 dataset toonde aan dat TMOD3-niveaus hoger waren bij patiënten met stadium 3 eierstokkanker dan bij patiënten met stadium 1 en 2 (Figuur 1F). Bovendien toonde de GSE131978 dataset aan dat de TMOD3-expressie ook significant hoger was in eierstokkankerweefsels met metastase dan in weefsels zonder metastase (Figuur 1G). Deze resultaten suggereren dat TMOD3 de progressie van eierstokkanker kan beïnvloeden.
Effecten van platina op TMOD3-expressie bij eierstokkanker
Chemotherapie is een belangrijke factor die de progressie van eierstokkanker beïnvloedt33. Om te onderzoeken of TMOD3 de progressie van eierstokkanker beïnvloedt door chemotherapie te beïnvloeden, werd in deze studie eerst waargenomen of de TMOD3-expressie veranderde bij eierstokkanker bij behandeling met chemotherapeutische geneesmiddelen. GSE47856 dataset toonde aan dat het expressieniveau van TMOD3 afnam na behandeling met cisplatine in de CH1-cellijn van eierstokkanker (Figuur 2A). De GSE49577 dataset toonde aan dat de TMOD3-mRNA-expressie lager was bij xenotransplantaatmuizen met eierstokkanker die werden behandeld met carboplatine dan bij onbehandelde muizen (Figuur 2B). Bovendien toonde de GSE63885 dataset ook aan dat de TMOD3-expressie significant was verminderd na chemotherapie op basis van platina bij patiënten met eierstokkanker die zeer gevoelig waren voor platina in vergelijking met patiënten met eierstokkanker die niet met chemotherapie werden behandeld, maar er was geen verschil bij patiënten met eierstokkanker die matig gevoelig waren voor platina (Figuur 2C). De bovenstaande resultaten suggereren dat TMOD3 een mogelijk doelwit van platina is.
TMOD3-expressie bij platinagevoelige of resistente eierstokkanker
Op basis van de bovenstaande resultaten veronderstelde deze studie dat een hoge expressie van TMOD3 bij eierstokkanker de progressie van eierstokkanker zou kunnen beïnvloeden door de platinaresistentie te reguleren. Daarom werd in deze studie eerst de expressie van TMOD3 in geneesmiddelresistente cellijnen of kankerweefsels van patiënten onderzocht aan de hand van meerdere GEO-datasets. Zowel GSE15372 als GSE33482 datasets toonden aan dat de TMOD3-expressie in cisplatine-resistente eierstokkankercellijn a2780 significant hoger was dan die in de cisplatine-gevoelige groep (Figuur 3A,B). De GSE45553 dataset toonde aan dat de TMOD3-expressie in cisplatine-resistente ovariumkankersferoïde expressie significant hoger was dan die van de cisplatine-gevoelige groep (Figuur 3C). Ten slotte bleek uit een uitgebreide analyse van TCGA- en GEO-patiënten met chemotherapie voor eierstokkanker met behulp van de ROC-plotter dat de expressie van TMOD3 significant hoger was bij patiënten met eierstokkanker met platinaresistentie dan bij platina-gevoelige patiënten (Figuur 3D). Bovendien toonde de ROC-curve TMOD3 als een marker voor het bepalen van platinaresistentie bij eierstokkanker (Figuur 3E). De bovenstaande resultaten suggereren dat een hoge expressie van TMOD3 een essentiële rol kan spelen bij platinaresistentie bij eierstokkanker.
Het effect van TMOD3-expressie op het overlevingspercentage van eierstokkankerpatiënten
Prognostische analyse van TCGA-patiënten met eierstokkanker met behulp van een KM-plottertool toonde aan dat een hoge expressie van TMOD3-mRNA significant geassocieerd was met een lage OS en PFS bij totale patiënten of patiënten met platinabehandeling (Figuur 4). Interessant is dat PFS bij patiënten met een platinabehandeling significanter was dan bij het totale aantal patiënten (Figuur 4D). Omdat PFS een betere indicator is voor behandelingsresultaten dan OS, toont de prognostische analyse verder de cruciale rol van TMOD3 aan bij patiënten met op platina gebaseerde chemotherapie voor eierstokkanker.
mRNA-miRNA-analyse van TMOD3 bij eierstokkanker
Post-transcriptionele regulatie gemedieerd door microRNA's is een belangrijk mechanisme dat de genexpressie beïnvloedt. De functie van een gen kan worden voorspeld op basis van de functie van microRNA's die erop gerichtzijn 34. Om het mogelijke mechanisme van verhoogde TMOD3-expressie bij eierstokkanker te onderzoeken, werden eenentwintig microRNA's gericht op TMOD3 geïdentificeerd door TargetScan-voorspelling. Hun correlatie met TMOD3 werd ook gevalideerd in TCGA-monsters van eierstokkanker (Figuur 5A). Van allemaal is aangetoond dat ze tumorchemoresistentie mediëren, en van de meerderheid (17/21) werd aangetoond dat ze geassocieerd zijn met cisplatineresistentie bij eierstokkanker 35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48, behalve has-miR-301a-3p, has-miR -301b-3p, has-miR-365a-5p en has-miR-365b-5p. Bovendien bleek uit analyse van de TCGA-eierstokkankermonsters dat zowel has-miR-454-3p als has-miR-133a-3p het meest significant negatief gecorreleerd waren met TMOD3-expressie (figuur 5A-C). Bovendien bleek has-miR-133a-3p laag tot expressie te komen in cisplatine-resistente eierstokkankers door Linkedomics-analyse (Figuur 5E), terwijl er geen significantie was in has-miR-454-3p (Figuur 5D). Daarom is het mogelijk dat posttranscriptionele regulatie gemedieerd door microRNA's, met name has-miR-133a-3p, verantwoordelijk is voor de hoge expressie van TMOD3 bij cisplatine-resistente eierstokkanker.
Relatie tussen TMOD3-expressie en immuuninfiltratie bij eierstokkanker
Immunotherapie is een nieuwe en veelbelovende therapeutische strategie in vergelijking met chemotherapie en chirurgie. Ongeveer 50% van de patiënten met eierstokkanker heeft spontane infiltratie van meerdere immuuncellen49,50. Bovendien is immunotherapie voor patiënten met eierstokkanker met chemoresistentie interessant. Zo heeft de geprogrammeerde celdood 1 ligand 1 (PD-L1)-remmer Durvalumab, in combinatie met de PARP-remmer Olaparib, goede therapeutische effecten aangetoond bij eierstokkankerpatiënten met platinaresistentie51. De HPA-dataset toonde aan dat TMOD3 wijd verspreid was in verschillende immuuncellen (Figuur 6A,B), wat impliceert dat TMOD3 een belangrijke rol speelt in de immuuncellen. Daarom onderzocht deze studie de correlatie tussen TMOD3 en immuuninfiltratie van eierstokkanker met behulp van TIMER. TMOD3 was negatief gecorreleerd met tumorzuiverheid (Figuur 6C). Dit suggereert dat veel andere cellen eierstokkankerweefsel infiltreren en dat TMOD3 mogelijk eierstokkanker zou kunnen beïnvloeden via deze geïnfiltreerde cellen. De resultaten toonden inderdaad verder aan dat TMOD3-expressie positief gecorreleerd was met B-lymfocyten, CD8+ T-cellen, neutrofielen en dendritische cellen, maar niet met CD4+ T-cellen en macrofagen (Figuur 6D-I). Deze studie onderzocht verder de relatie tussen TMOD3-expressie en immunomodulatoren of chemokines bij eierstokkanker. Het bleek dat TMOD3-expressie significant gecorreleerd was met verschillende immunomodulatoren (Figuur 7A), waaronder gevestigde immuuncontrolepunten zoals Programmed Death 1 (PD1), PD-L1 (CD274) en Cytotoxisch T-lymfocytenantigeen 4 (CTLA4) (Figuur 7B-D). Deze resultaten suggereren dat TMOD3 een belangrijke rol kan spelen bij immuuninfiltratie van eierstokkanker.
TMOD3 co-expressienetwerken bij eierstokkanker
Deze studie onderzocht vervolgens de mogelijke mechanismen van TMOD3 bij de betrokkenheid van eierstokkanker. Ten eerste construeerde deze studie het co-expressienetwerk van TMOD3 bij eierstokkanker. In totaal waren 4774 genen significant geassocieerd met TMOD3 in de TCGA-eierstokkankermonsters die door LinkedOmics werden onthuld. De heatmap toonde de TOP50-genen positief of negatief geassocieerd met TMOD3 (Figuur 8A,B). Vervolgens screende deze studie 295 genen die interageren met TMOD3 met behulp van STRING. Na overlapping van 4774 genen die significant geassocieerd zijn met TMOD3 en 295 genen die interageren met TMOD3, werden 76 genen gescreend (Figuur 8C). Functionele verrijkingsanalyse van deze 76 genen toonde aan dat actine, cytoskelet en focale adhesie het meest verrijkt waren (Figuur 8D). Uit de analyse van de KEGG-routeverrijking bleek dat proteoglycanen bij kanker het meest verrijkt waren (Figuur 8E).
Therapieën met kleine moleculen
Correlaties tussen TMOD3 en potentiële geneesmiddelen of kleine moleculen werden geanalyseerd met behulp van de CTD-database. Er werden in totaal acht geneesmiddelen geïdentificeerd die potentiële remmende effecten hebben op TMOD3 (Figuur 9A), waaronder paracetamol, aristolochinezuur I, bufaline, doxorubicine, foliumzuur, haloperidol, T-2-toxine en tetrachloordibenzodioxine (Figuur 9B-I). De moleculaire structuren van de geïdentificeerde geneesmiddelen werden bepaald door de PubChem-database. Deze geneesmiddelen geven aanwijzingen voor het overwinnen van het proces van geneesmiddelresistentie bij eierstokkanker gemedieerd door TMOD3-overexpressie.

Figuur 1: mRNA- en eiwitexpressieniveaus van TMOD3 in meerdere datasets voor eierstokkanker. (A) Analyse van mRNA-expressie van TMOD3 in normale eierstokweefsels (n = 20) en eierstokkanker (n = 152) door GSE51088 dataset. (B) Analyse van mRNA-expressie van TMOD3 in normale eierstokweefsels (n = 12) en eierstokkanker (n = 57) door GSE66957 dataset. (C) Analyse van mRNA-expressie van TMOD3 in normaal eierstokweefsel (n = 133) en eierstokkanker (n = 374) door TNM-plottertool. (D) Analyse van de eiwitexpressie van TMOD3 in normaal eierstokweefsel (n = 25) en eierstokkanker (n = 100) in CPTAC-gegevens door UALCAN-tool. (E) Analyse van mRNA-expressie van TMOD3 bij eierstokkanker van graad 2 en 3 (n = 94) en eierstokkanker van graad 4 (n = 80) volgens GSE53963 dataset. (F) Analyse van TMOD3-mRNA-expressie bij eierstokkanker van stadium 1 en 2 (n = 10) en eierstokkanker van stadium 3 (n = 18) door GSE23554 dataset. Vul hier tekst in. (G) Analyse van TMOD3-mRNA-expressie bij eierstokkanker met of zonder metastase door de GSE131978 dataset. De gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SEM. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2: TMOD3-mRNA-expressieniveaus in eierstokkankercellijnen, getransplanteerde tumoren en patiënten na behandeling met platina. (A) Analyse van TMOD3-mRNA-expressie in met cisplatine behandelde (n = 3) en onbehandelde CH1 (n = 3) eierstokkankercellijnen door de GSE47856 dataset. (B) Analyse van TMOD3-mRNA-expressie in met cisplatine behandelde (n = 12) en onbehandelde TMOD3-mRNA-expressie in CH1 (n = 19) eierstokkankertransplantaties. (C) Analyse van TMOD3-mRNA-expressie bij met cisplatine behandelde eierstokkankerpatiënten met hoogsensitieve (HS, n = 13) en matig gevoelige voor cisplatine (n = 28), evenals bij patiënten zonder cisplatinebehandeling (n = 26). De gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SEM. *vergeleken met onbehandeld, P < 0,05. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 3: TMOD3 mRNA-expressieniveaus in platinagevoelige en platina-resistente eierstokkankercellijnen of patiënten. (A,B) TMOD3-mRNA-expressieniveaus in cisplatinegevoelige en cisplatine-resistente A2780-cellijnen werden geanalyseerd door de GSE15372 dataset (A) en GSE33482 dataset (B). (C) TMOD3-mRNA-expressieniveaus in cisplatinegevoelige en cisplatine-resistente eierstokkankersferoïde werden geanalyseerd door de GSE45553 dataset. (D,E) TMOD3-mRNA-expressieniveaus bij platinagevoelige en platina-resistente patiënten met eierstokkanker werden geanalyseerd door de ROC-plottertool (D) en TMOD3 werd geïdentificeerd als een marker voor het bepalen van platinaresistentie door ROC-curven (E). De gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SEM. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 4: Correlatieanalyse van TMOD3-mRNA-expressieniveaus met OS en PFS van patiënten met eierstokkanker. (A,B) Correlatieanalyse van TMOD3-mRNA-expressieniveaus met OS bij alle TCGA-patiënten met eierstokkanker (A) of patiënten die chemotherapie op basis van platina krijgen (B). (C,D) Correlatieanalyse van TMOD3-mRNA-expressieniveaus met PFS bij alle TCGA-patiënten met eierstokkanker (C) of patiënten die chemotherapie op basis van platina krijgen (D). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 5: Bepaling van relaties tussen TMOD3 en geneesmiddelresistentie door mRNA-microRNA-interactieanalyse. (A) Voorspelling van miRNA's gericht tegen TMOD3. De lijnkleur vertegenwoordigt het TargetScan Context++-scorepercentiel en de knooppuntkleur vertegenwoordigt de correlatiesterkte tussen dit miRNA en TMOD3 in de TCGA-dataset voor eierstokkanker. (B,C) Correlatie tussen TMOD3-mRNA-expressieniveaus en has-miR454-3p (B) en has-miR133a-3p (C) in TCGA-eierstokkankermonsters. (D,E) Expressie van has-miR454-3p (D) en has-miR133a-3p (E) in cisplatinegevoelige en resistente eierstokkanker in TCGA-eierstokkankermonsters. De gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SEM. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 6: Correlatie van TMOD3 mRNA-expressieniveaus met infiltratie van immuuncellen bij eierstokkanker. (A,B) TMOD3 mRNA-expressieniveaus van immuuncellen in HPA-dataset (A) en Monaco-dataset (B). (C-I) Correlatie van TMOD3-mRNA-expressieniveaus met tumorzuiverheid bij TCGA-eierstokkanker (C), B-lymfocyten (D), CD4+ T-cellen (E), CD8+ T-cellen (F), macrofagen (G), neutrofielen (H) en infiltratie van dendritische cellen (I). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 7: Correlatieanalyse van TMOD3-mRNA-expressieniveaus met immunoregulerende factoren bij patiënten met eierstokkanker. (A) De heatmap van correlatie tussen TMOD3-mRNA-expressie en immunoregulatoren bij TCGA-eierstokkanker, waaronder immuunremmers, immunostimulatoren, MHC's, chemokinen en receptoren. (B-D) Correlatieanalyse van TMOD3-mRNA-expressieniveaus met immuuncontrolepunten zoals PD1 (B), PD-L1 (CD274) (C) en CTLA4 (D) in TCGA-eierstokkankermonsters. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 8: TMOD3 co-expressie netwerken bij eierstokkanker. (A,B) Heatmaps die de top 50 genen positief (A) en negatief (B) gecorreleerd met TMOD3 tonen in TCGA-datasets voor eierstokkanker met behulp van LinkedOmics. Rood en blauw vertegenwoordigen respectievelijk positief en negatief gecorreleerde genen. (C) Venndiagram van 295 genen die interageerden met TMOD3, en de 4774 genen gecorreleerd met TMOD3 bij TCGA-eierstokkanker. (D) Functionele verrijkingsanalyse van 76 overlappende genen. De bubbelplot toonde de top 5 elementen die aanzienlijk verrijkt waren in BP, CC en MF. (E) De TOP10-routes van de analyse van de verrijking van de KEGG-route. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 9: Voorspelling van potentiële geneesmiddelen of kleine moleculen gericht op TMOD3. (A) Voorspelling van potentiële geneesmiddelen die zich richten op TMOD3 met behulp van de CTD-database, waarbij rood staat voor geneesmiddelen die TMOD3 zouden kunnen remmen. (B-H) De PubChem-database onthult de moleculaire structuren van acht gerichte geneesmiddelen. b) paracetamol, c) aristolochinezuur I, d) bufaline, e) doxorubicine, f) foliumzuur, g) haloperididol, h) T-2-toxine. i) tetrachloordibenzodioxine. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Aanvullende figuur 1: Methoden voor het analyseren van mRNA- en eiwitexpressieniveaus van TMOD3 in meerdere datasets voor eierstokkanker. (A) Analyse van de TMOD3-expressie met behulp van de GEO-database. (B) Verdere analyse van gegevens uit de GEO-database met behulp van statistische en grafische software. (C) Analyse van de TMOD3-expressie met behulp van de TNMplot. (D) Analyse van de eiwitexpressie met behulp van de UALCAN. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende figuur 2: Prognostische analyse met behulp van KM-plotter. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende figuur 3: Analyse van ROC-curves met behulp van ROC-plotter. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende figuur 4: Methoden voor mRNA-miRNA-analyse. (A) Voorspelling van miRNA's target TMOD3 met behulp van TargetScan. (B) Correlatieanalyse van TMOD3 met miRNA's met behulp van cBioportal. (C) Visualisatie van correlatieanalyse met behulp van Cytoscape. (D) Analyse van de expressie van miRNA's met behulp van LinkedOmics. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende Figuur 5: Methoden voor immuno-infiltratieanalyse. (A) Analyse van de TMOD3-verdeling in verschillende immuuncellen. (B) Correlatieanalyse van TMOD3 met immuuninfiltratie met behulp van cBioportal. (C) Correlatieanalyse van TMOD3 met immunomodulatoren met behulp van TISIDB. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende Figuur 6: Voorspelling van genen die interageren met TMOD3 met behulp van STRING. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende figuur 7: Functionele annotatie met behulp van DAVID. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende figuur 8: Voorspelling van geneesmiddelen target TMOD3 met behulp van CTD-database. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende figuur 9: Analyse van de moleculaire structuur van de geneesmiddelen met behulp van de PubChem-database. Klik hier om dit bestand te downloaden.