Expressieanalyse in publieke datasets en gepaarde klinische weefsels
Het expressiepatroon van miR-192 werd opnieuw beoordeeld met behulp van GDC-afgeleide TCGA-COAD en TCGA-READ miRNA-seq data (Figuur 1). In deze bestanden was de vermelding op databaseniveau geannoteerd als hsa-mir-192 in plaats van direct als de mature hsa-miR-192-5p soort; daarom werd dit resultaat uit de openbare database geïnterpreteerd als een TCGA miR-192 signaal. In de gecombineerde COADREAD cohort werden 616 primaire tumoren en 11 normale monsters van solide weefsel geanalyseerd. Tumorstalen vertoonden een hogere miR-192 expressie dan normale stalen (mediaan 16,05 vs 13,46 log2[RPM + 1], Mann-Whitney p = 9,96 x 10-8). Dezelfde trend van hogere expressie in tumoren werd waargenomen in COAD alleen (455 tumoren en 8 normale stalen, p = 9,89 x 10-8) en READ alleen (161 tumoren en 3 normale stalen, p = 1,94 x 10-5). Gepaarde TCGA-analyse toonde eveneens een hogere tumor-expressie aan in 11 gematchte gevallen (mediaan verschil tumor-normaal = 3,13 log2[RPM + 1], Wilcoxon p = 0,0029). Deze resultaten bleven inconsistent met het lokale gepaarde qRT-PCR resultaat, dat wees op een verminderde mature miR-192-5p expressie in CRC-weefsels (Figuur 2).
Diagnostische prestaties en clinicopathologische associaties
De op TCGA gebaseerde ROC-analyse werd herhaald met behulp van de hierboven beschreven definitie van discriminatie tussen tumor- en normaalmonsters (Figuur 3). De AUC was 0,968 voor de gecombineerde COADREAD-cohort, 0,947 voor COAD alleen en 0,994 voor READ alleen. Aanvullende gebalanceerde resampling leverde mediane AUC's op van 0,983 voor COADREAD, 0,984 voor COAD en 1,000 voor READ; echter waren de 95% betrouwbaarheidsintervallen breed voor COADREAD (0,868–1,000) en COAD (0,781–1,000), en READ bevatte slechts drie normaalmonsters. Een leave-one-out analyse van de normaalmonsters toonde even tevoren aan dat de ROC-schatting gevoelig was voor de kleine groep normaalmonsters. Daarom werd het ROC-resultaat slechts behouden als verkennend bewijs voor de scheiding tussen tumor en normaal, en niet als voldoende bewijs voor een klinische diagnostische biomarker. De clinicopathologische associatieanalyse op basis van de mediane TCGA miR-192 expressie toonde significante associaties met het N-stadium (p = 0,019) en leeftijd (p = 0,004), terwijl het T-stadium (p = 0,110) en M-stadium (p = 0,932) niet significant waren (Tabel 1).
Overlevingsanalyse
De analyse van de algehele overleving ondersteunde geen significante prognostische associatie voor de TCGA miR-192-expressie in CRC (Figuur 3). In de gecombineerde COADREAD-cohort was de Kaplan-Meier-vergelijking op basis van de mediaan-cut niet significant (log-rank p = 0,857), en univariabele Cox-regressie liet eveneens geen significante associatie zien (HR = 0,934 per log2-expressie-eenheid, p = 0,374). Dezelfde conclusie werd getrokken voor COAD (log-rank p = 0,889; Cox p = 0,493) en READ (log-rank p = 0,807; Cox p = 0,716). De gegevens ondersteunen dus geen sterke claim voor miR-192 als prognostische biomarker in CRC.
Kandidaat-doelgenen en functionele verrijking
De analyse van kandidaat-doelgenen werd uitgevoerd door miRWalk-voorspellingen te integreren met differentieel tot expressie gebrachte genen uit de GEO-datasets GSE89076 en GSE156355. Deze screening identificeerde 93 kandidaatgenen voor verdere netwerk- en verrijkingsanalyses (Figuur 4). Proteïne-interactieanalyse behield KIF20A, TPX2, CDCA5, CCNB1, CDK1, PLP1, NRXN1, GRIK3 en KIF5C als explorerende hub-genen (Figuur 5). TCGA RNA-seq sensitiviteitsanalyse toonde aan dat KIF20A, TPX2, CDCA5, CCNB1 en CDK1 hoger waren in tumorweefsel dan in normaal weefsel, terwijl PLP1, NRXN1, GRIK3 en KIF5C lager waren in tumorweefsel. De correlatieanalyse met TCGA miR-192 expressie was gemengd: CDCA5, CCNB1 en CDK1 vertoonden positieve correlaties, terwijl PLP1, NRXN1 en KIF5C negatieve correlaties vertoonden. Verrijkingsanalyse benadrukte representatieve termen gerelateerd aan geneesmiddelenmetabolisme door cytochroom P450, metabolisme van xenobiotica door cytochroom P450, retinolmetabolisme, termen gerelateerd aan de glutamaterge synaps en presynaptische organisatie (Figuur 6). Deze bevindingen ondersteunen de biologische relevantie van het hub-gennetwerk, maar bewijzen geen directe targeting door miR-192-5p.
Celmigratie-assay
HT29-cellen werden getransfecteerd met miR-192-mimics om de functionele effecten van de opregulatie van miR-192 te beoordelen. Fluorescentiemicroscopie bevestigde de succesvolle transfectie in de miR-192-5p-mimic- en de negatieve-controlegroep (Figuur 7). In de wound-healing assay was de migratiesnelheid van miR-192-getransfecteerde HT29-cellen lager dan die van niet-getransfecteerde HT29-cellen en negatieve-controle-getransfecteerde cellen, zowel na 24 h als na 48 h (Figuur 8). Na 24 h was de migratiesnelheid 9,75 +/- 2,43% in de miR-192-getransfecteerde groep, vergeleken met 15,69 +/- 3,47% in de niet-getransfecteerde groep en 15,45 +/- 3,92% in de negatieve-controlegroep (P = 0,010). Na 48 h was de migratiesnelheid 20,04 +/- 2,54% in de miR-192-getransfecteerde groep, vergeleken met respectievelijk 26,84 +/- 7,65% en 27,98 +/- 6,78% in de twee controlegroepen (P = 0,021). Deze resultaten suggereren dat opregulatie van miR-192 de migratie van HT29-cellen in vitro onderdrukt.
Correlatieanalyse van de immuunsignatuur
De associatie tussen TCGA miR-192-expressie en immuungerelateerde signaturen werd opnieuw beoordeeld met behulp van RNA-seq-gegevens van primaire tumoren (Figuur 9). In totaal werden 425 tumorstalen met bijbehorende miRNA- en RNA-seq-gegevens opgenomen in de correlatieanalyse van de signaturescore. De expressie van miR-192 vertoonde zwakke negatieve correlaties met meerdere immuuncelsignaturen, waaronder Tfh-cellen (rho = -0,205, p = 2,15e-05), geactiveerde dendritische cellen (rho = -0,186, p = 0,00011), Treg-cellen (rho = -0,185, p = 0,00013), plasmacytoïde dendritische cellen (rho = -0,169, p = 0,00046), macrofagen (rho = -0,149, p = 0,0020), Tcm-cellen (rho = -0,136, p = 0,0050), NK CD56bright-cellen (rho = -0,132, p = 0,0065) en Tem-cellen (rho = -0,129, p = 0,0078). Zwakke positieve correlaties werden waargenomen voor eosinofiele (rho = 0,139, p = 0,0040) en Th17-cel-signaturen (rho = 0,121, p = 0,0129). Bijgevolg lijkt de immuunassociatie van miR-192 in CRC heterogeen te zijn en mag deze niet worden beschreven als uniform positief over alle immuuninfiltraten heen.
Beschikbaarheid van gegevens
De publieke datasets die in deze studie zijn geanalyseerd, zijn beschikbaar via het GDC/TCGA-portaal en de Gene Expression Omnibus (GEO)-database onder de accessienummers GSE89076 en GSE156355. De dry-lab-analyses en re-analyses die tijdens deze studie zijn uitgevoerd, zijn opgenomen in Aanvullende Tabel 1. De onderliggende experimentele gegevens ter ondersteuning van de qRT-PCR- en wondgenezingsanalyses, inclusief ruwe qRT-PCR Ct-waarden, wondbreedtemetingen, originele microscopiebeelden en gerelateerde experimentele gegevens, zijn beschikbaar in Aanvullende Map 1.

Figuur 1: Pan-cancer expressieoverzicht van miR-192 in TCGA. De x-as toont afkortingen van tumoren en de y-as toont de relatieve miR-192 expressie. Blauw geeft normaal weefsel aan en rood geeft tumorweefsel aan. Statistische significantie wordt als volgt aangegeven: * = p < 0,05, ** = p < 0,01, *** = p < 0,001; NS = niet significant. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2: miR-192/miR-192-5p-expressie in CRC-datasets en gepaarde weefsels. (A) TCGA/GDC miRNA-seq-analyse die een hoger hsa-mir-192-signaal op databaseniveau laat zien in CRC-tumorstalen dan in normale stalen. (B) qRT-PCR-analyse van gepaarde lokale weefselstalen die een lagere expressie van rijp miR-192-5p laat zien in CRC-weefsels dan in aangrenzende niet-kankerous weefsels. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 3: Exploratieve diagnostische en overlevingsanalyses gebaseerd op TCGA hsa-mir-192 expressie. (A–C) Kaplan-Meier overlevingscurves. Overlevingsanalyse ondersteunde geen significante prognostische associatie. (D) ROC-curve voor tumor-normaal discriminatie in de TCGA-cohort. De AUC moet voorzichtig worden geïnterpreteerd vanwege het geringe aantal normale monsters. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 4: Screening van kandidaat-doelgenen en analyse van eiwitinteracties. (A) Venn-diagram dat de overlap laat zien tussen miRNA-doelvoorspellingen en differentieel tot expressie gebrachte genen uit GSE89076 en GSE156355. (B) Eiwit-eiwitinteractienetwerk van de 93 kandidaatgenen. Knopen vertegenwoordigen genen en randen vertegenwoordigen voorspelde of gecureerde genassociaties. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 5: Screening van hub-genen uit het netwerk van kandidaat-doelwitten. (A,B) Netwerkmodules geïdentificeerd door modulescreening. (C) Hub-gene ranking op basis van netwerkconnectiviteit. (D) Kandidaat hub-doelwitten die behouden blijven na integratie van de module- en graadgebaseerde screening. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 6: Geselecteerde GO- en KEGG-verrijkingstermen voor kandidaatgenen en significante netwerkmodules. De bubble plot vat representatieve verrijkte biologische functies en pathways samen. Verrijkingsresultaten zijn exploratief en vereisen experimentele validatie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 7: Beelden van transfectie van HT29-cellen. (A) Representatieve HT29-cellen. (B) Fluorescentiebeeld van HT29-cellen getransfecteerd met miR-192-5p mimic. (C) Fluorescentiebeeld van HT29-cellen getransfecteerd met negatieve controle con238. Schaalbalk = 100 µm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 8: Wound-healing assay in HT29-cellen. (A) Representatieve scratch-afbeeldingen op 0 u, 24 u en 48 u in niet-getransfecteerde HT29-cellen, miR-192-5p mimic-getransfecteerde HT29-cellen en con238-getransfecteerde HT29-cellen. (B) Kwantificering van de wound-healing rates op 24 u en 48 u, weergegeven als percentages. Schaalbalk = 100 µm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 9: Correlatie tussen TCGA miR-192 expressie en immuungerelateerde handtekeningscores in CRC-tumorstalen. De analyse toonde heterogene immuunassociaties, met verschillende zwakke negatieve correlaties en, voornamelijk voor eosinofiel- en Th17-celhandtekeningen, positieve correlaties. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Kenmerken | Lage expressie van TCGA miR-192 | Hoge expressie van TCGA miR-192 | p-waarde | Methode |
| n | 308 | 308 | | |
| T-stadium, n (%) | 0.11 | Chikwadraattoets |
| T1 | 9 (1.5%) | 11 (1.8%) | | |
| T2 | 44 (7.2%) | 59 (9.6%) | | |
| T3 | 209 (34.1%) | 211 (34.4%) | | |
| T4 | 43 (7%) | 27 (4.4%) | | |
| N-stadium, n (%) | 0.019 | Chiquadraat-toets |
| N0 | 156 (25.5%) | 190 (31%) | | |
| N1 | 88 (14.4%) | 63 (10.3%) | | |
| N2 | 61 (10%) | 54 (8.8%) | | |
| M-stadium, n (%) | 0.932 | Chiquadraat-toets |
| M0 | 214 (39.9%) | 234 (43.7%) | | |
| M1 | 41 (7.6%) | 47 (8.8%) | | |
| Leeftijd, mediaan (IQR) | 66 (56, 75) | 69 (60, 77) | 0.004 | Wilcoxon |
Tabel 1: Associatie tussen TCGA miR-192 expressiegroepen en clinicopathologische kenmerken bij CRC. Hoge en lage expressiegroepen werden gedefinieerd op basis van het mediane TCGA miR-192 expressieniveau. In de samenvattende tabel waren het N-stadium en de leeftijd significant, terwijl het T-stadium en het M-stadium dat niet waren.
Aanvullende tabel 1: Dry-lab reanalyse-resultaten gegenereerd voor deze studie. Het werkboek bevat TCGA/GDC-expressievergelijkingen, gebalanceerde ROC-sensitiviteitsanalyses, leave-one-normal-out-analyses, clinicopathologische associatieanalyses, overlevingsanalyses, samenvattingen van hub-genexpressie en correlaties, en resultaten van immuunhandtekening-correlaties.Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende map 1: Ruwe experimentele gegevens ter ondersteuning van de qRT-PCR, celtransfectie en wondgenezingsexperimenten. Deze bestanden bevatten de oorspronkelijke qRT-PCR Ct-waarden, flowcytometrie-/transfectiegegevens, wondbreedtemetingen en representatieve microscopiebeelden die zijn gebruikt voor de analyses in het manuscript.Klik hier om dit bestand te downloaden.