Экспрессия TMOD3 при раке яичников
Во-первых, база данных GEO показала, что уровни экспрессии мРНК TMOD3 были повышены в наборах данных микрочипов GSE51088 и GSE66957 (рис. 1A, B). TMOD3 также был высоко экспрессирован при раке яичников по сравнению с нормальными тканями яичников с помощью веб-инструмента TNMplot (рис. 1C). Анализ данных CPTAC с помощью веб-инструмента UALCAN показал, что уровень белка TMOD3 также был значительно выше при раке яичников, чем в нормальных тканях яичников (рис. 1D). Кроме того, GSE53963 набора данных GEO показал, что экспрессия TMOD3 была значительно выше при раке яичников 4 степени, чем при 2 и 3 степени (рисунок 1E), а набор данных GSE23554 показал, что уровни TMOD3 были выше у пациенток с раком яичников 3 стадии, чем у пациентов с 1 и 2 стадиями (рисунок 1F). Кроме того, набор данных GSE131978 показал, что экспрессия TMOD3 также была значительно выше в тканях рака яичников с метастазированием, чем в тканях без метастазирования (рис. 1G). Эти результаты свидетельствуют о том, что TMOD3 может влиять на прогрессирование рака яичников.
Влияние платины на экспрессию TMOD3 при раке яичников
Химиотерапия является важным фактором, влияющим на прогрессирование рака яичников33. Чтобы выяснить, влияет ли TMOD3 на прогрессирование рака яичников, влияя на химиотерапию, в этом исследовании сначала наблюдалось, изменяется ли экспрессия TMOD3 при раке яичников при лечении химиотерапевтическими препаратами. GSE47856 набор данных показал, что уровень экспрессии TMOD3 снижался после лечения цисплатином в клеточной линии CH1 рака яичников (рис. 2A). Набор данных GSE49577 показал, что экспрессия мРНК TMOD3 была ниже у мышей с раком яичников, получавших ксенотрансплантат, получавших карбоплатин, чем у необработанных (рис. 2B). Кроме того, набор данных GSE63885 также показал, что экспрессия TMOD3 была значительно снижена после химиотерапии на основе платины у пациентов с раком яичников, которые были высокочувствительны к платине, по сравнению с пациентами с раком яичников, которые не лечились химиотерапией, но не было никакой разницы у пациентов с раком яичников, которые были умеренно чувствительны к платине (рис. 2C). Вышеуказанные результаты свидетельствуют о том, что TMOD3 является возможной мишенью для платины.
Экспрессия TMOD3 при чувствительном к платине или резистентном раке яичников
Основываясь на вышеуказанных результатах, в этом исследовании была выдвинута гипотеза о том, что высокая экспрессия TMOD3 при раке яичников может влиять на прогрессирование рака яичников путем регуляции резистентности к платине. Таким образом, в этом исследовании впервые была изучена экспрессия TMOD3 в лекарственно-устойчивых клеточных линиях или раковых тканях пациента с помощью нескольких наборов данных GEO. Как GSE15372, так и GSE33482 наборы данных показали, что экспрессия TMOD3 в устойчивой к цисплатину клеточной линии рака яичников a2780 была значительно выше, чем в группе, чувствительной к цисплатину (рис. 3A, B). Набор данных GSE45553 показал, что экспрессия TMOD3 в сфероидах цисплатин-резистентного рака яичников была значительно выше, чем в группе, чувствительной к цисплатину (рис. 3C). Наконец, всесторонний анализ пациентов с химиотерапией рака яичников TCGA и GEO с использованием плоттера ROC показал, что экспрессия TMOD3 была значительно выше у пациентов с раком яичников с резистентностью к платине, чем у пациентов с чувствительностью к платине. Кроме того, ROC-кривая показала TMOD3 в качестве маркера для определения резистентности к платине при раке яичников (рис. 3E). Вышеуказанные результаты свидетельствуют о том, что высокая экспрессия TMOD3 может играть важную роль в резистентности к платине при раке яичников.
Влияние экспрессии TMOD3 на выживаемость пациентов с раком яичников
Прогностический анализ пациентов с раком яичников TCGA с помощью инструмента KM-plotter показал, что высокая экспрессия мРНК TMOD3 была в значительной степени связана с низкой ОВ и ВБП у пациентов с общим числом или пациентами, получавшими лечение платиной (рис. 4). Интересно, что ВБП у пациентов с лечением платиной была более значимой, чем у пациентов в целом (Рисунок 4D). Поскольку ВБП является лучшим индикатором результатов лечения, чем ОВ, прогностический анализ еще раз демонстрирует критическую роль TMOD3 у пациентов с химиотерапией на основе платины при раке яичников.
Анализ мРНК-микроРНК TMOD3 при раке яичников
Посттранскрипционная регуляция, опосредованная микроРНК, является важным механизмом, влияющим на экспрессию генов. Функция гена может быть предсказана на основе функции микроРНК, нацеленных нанего34. Чтобы изучить возможный механизм повышенной экспрессии TMOD3 при раке яичников, с помощью прогнозирования TargetScan была идентифицирована двадцать одна микроРНК, нацеленная на TMOD3. Их корреляция с TMOD3 также была подтверждена в образцах рака яичников TCGA (рис. 5A). Было показано, что все они опосредуют химиорезистентность опухоли, и большинство из них (17/21) связаны с резистентностью к цисплатину при раке яичников 35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48, кроме has-miR-301a-3p, has-miR -301b-3p, has-miR-365a-5p и has-miR-365b-5p. Кроме того, анализ образцов рака яичников TCGA показал, что как has-miR-454-3p, так и has-miR-133a-3p наиболее значимо отрицательно коррелировали с экспрессией TMOD3 (рис. 5A-C). Кроме того, было обнаружено, что has-miR-133a-3p низко экспрессируется при цисплатин-резистентном раке яичников с помощью анализа Linkedomics (Рисунок 5E), в то время как у has-miR-454-3p не было обнаружено никакой значимости (Рисунок 5D). Таким образом, возможно, что посттранскрипционная регуляция, опосредованная микроРНК, особенно has-miR-133a-3p, ответственна за высокую экспрессию TMOD3 при цисплатин-резистентном раке яичников.
Взаимосвязь между экспрессией TMOD3 и иммунной инфильтрацией при раке яичников
Иммунотерапия является новой и многообещающей терапевтической стратегией по сравнению с химиотерапией и хирургическим вмешательством. Около 50% пациентов с раком яичников имеют спонтанную множественную инфильтрацию иммунных клеток49,50. Кроме того, представляет интерес иммунотерапия у пациенток с раком яичников с химиорезистентностью. Например, ингибитор запрограммированной клеточной смерти 1-го лиганда 1 (PD-L1) дурвалумаб в сочетании с ингибитором PARP олапарибом показал хорошие терапевтические эффекты у пациентов с раком яичников срезистентностью к платине. Набор данных HPA показал, что TMOD3 широко распространен в различных иммунных клетках (рис. 6A, B), что означает, что TMOD3 играет важную роль в иммунных клетках. Таким образом, в этом исследовании изучалась корреляция между TMOD3 и иммунной инфильтрацией рака яичников с помощью TIMER. TMOD3 отрицательно коррелировал с чистотой опухоли (рис. 6C). Это говорит о том, что многие другие клетки проникают в ткань рака яичников и что TMOD3 потенциально может влиять на рак яичников через эти инфильтрированные клетки. Действительно, результаты также показали, что экспрессия TMOD3 положительно коррелирует с В-лимфоцитами, CD8+ Т-клетками, нейтрофилами и дендритными клетками, но не с CD4+ Т-клетками и макрофагами. В этом исследовании дополнительно изучалась связь между экспрессией TMOD3 и иммуномодуляторами или хемокинами при раке яичников. Было обнаружено, что экспрессия TMOD3 в значительной степени коррелирует с различными иммуномодуляторами (рисунок 7A), включая хорошо установленные иммунные контрольные точки, такие как запрограммированная смерть 1 (PD1), PD-L1 (CD274) и цитотоксический антиген Т-лимфоцитов 4 (CTLA4) (рисунок 7B-D). Эти результаты свидетельствуют о том, что TMOD3 может играть важную роль в иммунной инфильтрации рака яичников.
Сети коэкспрессии TMOD3 при раке яичников
В этом исследовании были изучены потенциальные механизмы TMOD3 в развитии рака яичников. Во-первых, в этом исследовании была построена сеть коэкспрессии TMOD3 при раке яичников. В общей сложности 4774 гена были значимо связаны с TMOD3 в образцах рака яичников TCGA, выявленных LinkedOmics. Тепловая карта показала ТОП50 генов, положительно или отрицательно связанных с TMOD3 (рис. 8A, B). Затем в этом исследовании был проведен скрининг 295 генов, взаимодействующих с TMOD3 с помощью STRING. После наложения 4774 генов, значимо ассоциированных с TMOD3, и 295 генов, взаимодействующих с TMOD3, был проведен скрининг 76 генов (рис. 8C). Анализ функционального обогащения этих 76 генов показал, что актиновый цитоскелет и фокальная адгезия были наиболее обогащены (рис. 8D). Анализ обогащения путей KEGG показал, что протеогликаны при раке были наиболее обогащены (рисунок 8E).
Низкомолекулярная терапия
Корреляции между TMOD3 и потенциальными лекарствами или малыми молекулами были проанализированы с использованием базы данных CTD. В общей сложности было выявлено восемь препаратов, обладающих потенциальными ингибиторными эффектами на TMOD3 (рисунок 9A), включая ацетаминофен, аристолоховую кислоту I, буфалин, доксорубицин, фолиевую кислоту, галоперидол, Т-2 токсин и тетрахлордибензодиоксин (рисунок 9B-I). Молекулярные структуры идентифицированных препаратов определяли по базе данных PubChem. Эти препараты дают ключ к преодолению процесса лекарственной устойчивости при раке яичников, опосредованного сверхэкспрессией TMOD3.

Рисунок 1: Уровни экспрессии мРНК и белка TMOD3 в нескольких наборах данных о раке яичников. (A) Анализ экспрессии мРНК TMOD3 в нормальных тканях яичников (n = 20) и раке яичников (n = 152) с помощью набора GSE51088 данных. (B) Анализ экспрессии мРНК TMOD3 в нормальных тканях яичников (n = 12) и раке яичников (n = 57) GSE66957 наборе данных. (C) Анализ экспрессии мРНК TMOD3 в нормальной ткани яичников (n = 133) и раке яичников (n = 374) с помощью плоттерного инструмента TNM. (D) Анализ экспрессии белка TMOD3 в нормальной ткани яичников (n = 25) и раке яичников (n = 100) по данным CPTAC с помощью инструмента UALCAN. (E) Анализ экспрессии мРНК TMOD3 при раке яичников 2 и 3 степени (n = 94) и раке яичников 4 степени (n = 80) с помощью набора GSE53963 данных. (F) Анализ экспрессии мРНК TMOD3 при раке яичников 1 и 2 стадии (n = 10) и раке яичников 3 стадии (n = 18) с помощью набора GSE23554 данных. Введите текст здесь. (G) Анализ экспрессии мРНК TMOD3 при раке яичников с метастазированием или без метастазирования по набору данных GSE131978. Данные представлены в виде среднего значения ± SEM. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 2: Уровни экспрессии мРНК TMOD3 в клеточных линиях рака яичников, трансплантированных опухолях и пациентах после лечения препаратами платины. (A) Анализ экспрессии мРНК TMOD3 в клеточных линиях рака яичников, обработанных цисплатином (n = 3) и необработанных CH1 (n = 3) с помощью набора данных GSE47856. (B) Анализ экспрессии мРНК TMOD3 в обработанных цисплатином (n = 12) и необработанных мРНК TMOD3 в трансплантатах рака яичников CH1 (n = 19). (C) Анализ экспрессии мРНК TMOD3 у пациентов с раком яичников, получавших цисплатин, с высокой чувствительностью (HS, n = 13) и умеренно чувствительными к цисплатину (n = 28), а также у пациенток, не получающих лечение цисплатином (n = 26). Данные представлены в виде среднего значения ± SEM. *по сравнению с необработанными, P < 0,05. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 3: Уровни экспрессии мРНК TMOD3 в платиночувствительных и платинорезистентных клеточных линиях рака яичников или у пациентов. (А,Б) Уровни экспрессии мРНК TMOD3 в цисплатин-чувствительных и цисплатин-резистентных клеточных линиях A2780 анализировали с помощью наборов данных GSE15372 (A) и GSE33482 (B). (C) Уровни экспрессии мРНК TMOD3 в цисплатин-чувствительном и цисплатин-резистентном сфероиде рака яичников были проанализированы с помощью набора данных GSE45553. (Д,Э) Уровни экспрессии мРНК TMOD3 у пациентов с платиночувствительным и платинорезистентным раком яичников были проанализированы с помощью плоттера ROC (D), и TMOD3 был идентифицирован в качестве маркера для определения резистентности к платине по кривым ROC (E). Данные представлены в виде среднего значения ± SEM. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 4: Корреляционный анализ уровней экспрессии мРНК TMOD3 с ОВ и ВБП у пациентов с раком яичников. (A,B) Корреляционный анализ уровней экспрессии мРНК TMOD3 с ОВ у всех пациентов с раком яичников TCGA (A) или пациентов, получающих химиотерапию на основе платины (B). (К,Г) Корреляционный анализ уровней экспрессии мРНК TMOD3 с ВБП у всех пациентов с раком яичников TCGA (C) или пациентов, получающих химиотерапию на основе платины (D). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 5: Определение взаимосвязи между TMOD3 и лекарственной устойчивостью с помощью анализа взаимодействия мРНК и микроРНК. (A) Прогнозирование микроРНК, нацеленных на TMOD3. Цвет линии представляет процентиль оценки TargetScan Context++, а цвет узла представляет силу корреляции между этой микроРНК и TMOD3 в наборе данных TCGA о раке яичников. (В,В) Корреляция между уровнями экспрессии мРНК TMOD3 и has-miR454-3p (B) и has-miR133a-3p (C) в образцах рака яичников TCGA. (Д,Э) Экспрессия has-miR454-3p (D) и has-miR133a-3p (E) в чувствительном к цисплатину и резистентном раке яичников в образцах рака яичников TCGA. Данные представлены в виде среднего значения ± SEM. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 6: Корреляция уровней экспрессии мРНК TMOD3 с инфильтрацией иммунных клеток при раке яичников. (А,Б) Уровни экспрессии мРНК TMOD3 иммунных клеток в наборах данных HPA (A) и Monaco (B). (К-И) Корреляция уровней экспрессии мРНК TMOD3 с чистотой опухоли при раке яичников TCGA (C), B-лимфоцитах (D), CD4+ Т-клетках (E), CD8+ Т-клетках (F), макрофагах (G), нейтрофилах (H) и инфильтрации дендритных клеток (I). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 7: Корреляционный анализ уровней экспрессии мРНК TMOD3 с иммунорегуляторными факторами у пациентов с раком яичников. (A) Тепловая карта корреляции между экспрессией мРНК TMOD3 и иммунорегуляторами при раке яичников TCGA, включая иммуноингибиторы, иммуностимуляторы, MHC, хемокины и рецепторы. (Б-Г) Корреляционный анализ уровней экспрессии мРНК TMOD3 с иммунными контрольными точками, такими как PD1 (B), PD-L1 (CD274) (C) и CTLA4 (D) в образцах рака яичников TCGA. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 8: Сети коэкспрессии TMOD3 при раке яичников. (А,Б) Тепловые карты, показывающие 50 ведущих генов положительно (A) и отрицательно (B), коррелировали с TMOD3 в наборах данных TCGA о раке яичников с использованием LinkedOmics. Красный и синий представляют положительно и отрицательно коррелированные гены соответственно. (C) Диаграмма Венна, состоящая из 295 генов, взаимодействующих с TMOD3, и 4774 генов, коррелирующих с TMOD3 при раке яичников TCGA. (D) Анализ функционального обогащения 76 перекрывающихся генов. Пузырьковый график продемонстрировал 5 основных элементов, значительно обогащенных BP, CC и MF. (E) ТОП10 путей анализа обогащения путей KEGG. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 9: Прогнозирование потенциальных лекарств или малых молекул, нацеленных на TMOD3. (A) Прогнозирование потенциальных лекарств, нацеленных на TMOD3, с использованием базы данных CTD, где красным цветом обозначен препарат, может ингибировать TMOD3. (В-Х) База данных PubChem раскрывает молекулярные структуры восьми таргетных препаратов. (B) ацетаминофен, (C) аристолоховая кислота I, (D) буфалин, (E) доксорубицин, (F) фолиевая кислота, (G) галоперидол, (H) T-2 токсин. (I) тетрахлордибензодиоксин. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Дополнительный рисунок 1: Методы анализа уровней экспрессии мРНК и белка TMOD3 в нескольких наборах данных о раке яичников. (A) Анализ экспрессии TMOD3 с использованием базы данных GEO. (B) Дальнейший анализ данных, извлеченных из базы данных ГЭП, с использованием программного обеспечения для статистики и построения графиков. (C) Анализ экспрессии TMOD3 с использованием TNMplot. (D) Анализ экспрессии белка с помощью UALCAN. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Дополнительный рисунок 2: Прогностический анализ с использованием KM-плоттера. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Дополнительный рисунок 3: Анализ ROC-кривых с помощью ROC-плоттера. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Дополнительный рисунок 4: Методы анализа мРНК-микроРНК. (A) Прогнозирование микроРНК-мишеней TMOD3 с помощью TargetScan. (B) Корреляционный анализ TMOD3 с микроРНК с использованием cBioportal. (C) Визуализация корреляционного анализа с помощью Cytoscape. (D) Анализ экспрессии микроРНК с помощью LinkedOmics. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Дополнительный рисунок 5: Методы иммуноинфильтрационного анализа. (А) Анализ распределения TMOD3 в различных иммунных клетках. (B) Корреляционный анализ TMOD3 с иммунной инфильтрацией с помощью cBioportal. (C) Корреляционный анализ TMOD3 с иммуномодуляторами с использованием TISIDB. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Дополнительный рисунок 6: Предсказание генов, взаимодействующих с TMOD3, с помощью STRING. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Дополнительный рисунок 7: Функциональная аннотация с использованием DAVID. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Дополнительный рисунок 8: Прогнозирование лекарственных препаратов, нацеленных на TMOD3, с использованием базы данных CTD. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Дополнительный рисунок 9: Анализ молекулярной структуры лекарственных препаратов с использованием базы данных PubChem. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.