Данное исследование было проведено в соответствии с Хельсинкской декларацией. Одобрение было получено от Комитета по этике Медицинского университета Внутренней Монголии 21 октября 2021 года. От всех участников, включенных в исследование, было получено письменное информированное согласие.
Сбор клинических образцов
Парные образцы тканей КРР и прилегающих нераковых тканей были собраны у 45 пациентов, перенесших радикальную резекцию в период с декабря 2017 по февраль 2020 года. Ни один из пациентов не получал предоперационную лучевую или химиотерапию; пациенты с другими злокачественными новообразованиями были исключены. Прилегающая нераковая ткань была отобрана на расстоянии не менее 5 cm от края опухоли. Образцы были немедленно заморожены после хирургического удаления и хранились в жидком азоте до экстракции RNA. В когорту вошли 27 мужчин и 18 женщин; 13 пациентов были моложе 60 лет, 32 пациента — в возрасте 60 лет и старше. Клинико-патологические переменные включали диаметр опухоли, стадию по системе TNM, степень дифференцировки, наличие опухолевого тромба в сосудах, метастазы в лимфатических узлах и предоперационный уровень CEA.
Сбор и предварительная обработка открытых данных
Данные открытого доступа miRNA-seq, RNA-seq и клинические данные для TCGA-COAD и TCGA-READ были получены с портала Genomic Data Commons. Образцы первичных опухолей и нормальных тканей были идентифицированы согласно типу образцов GDC. Образцы метастатических и рецидивирующих опухолей были исключены из анализа дифференциальной экспрессии опухолевой и нормальной тканей. Для файлов TCGA miRNA-seq запись на уровне базы данных, определенная для данного анализа, была hsa-mir-192; значения экспрессии анализировались как log2(RPM + 1), где RPM обозначает количество чтений на миллион картированных чтений miRNA. В случаях наличия соответствующих образцов проводился как непарный, так и парный анализ опухолевой и нормальной тканей. Наборы данных GEO GSE89076 и GSE156355 использовались для скрининга потенциальных генов-мишеней. Дифференциально экспрессируемые гены из GEO отбирались с использованием скорректированного p < 0.05 и абсолютного значения log2 fold-change ≥ 2. Названия наборов данных были проверены на согласованность во всем тексте рукописи.
Диагностический, клинико-патологический и анализ выживаемости
Для оценки предварительного разделения опухолевых и нормальных тканей в TCGA-COAD, TCGA-READ и объединенной когорте COADREAD использовался анализ рабочей характеристики приемника (ROC-анализ). Поскольку количество нормальных образцов было небольшим, были проведены дополнительные анализы чувствительности, включая сбалансированный ресемплинг опухолевых и нормальных тканей с 5000 итерациями и анализ с исключением одного нормального образца (leave-one-normal-out analysis). Для анализа клинико-патологических ассоциаций образцы первичных опухолей были разделены на группы с высоким и низким уровнем экспрессии по медианному уровню экспрессии miR-192 в TCGA. Анализы повторяли для объединенной когорты COADREAD, а также отдельно для COAD и READ, если позволял размер выборки. Общая выживаемость оценивалась с помощью анализа Каплана-Мейера с использованием лог-рангового критерия и одномерной регрессии Кокса. Результаты диагностического, клинико-патологического анализа и анализа выживаемости представлялись отдельно, чтобы избежать преувеличения прогностических выводов.
Анализ потенциальных генов-мишеней и хабовых генов
Гены-мишени кандидаты были определены путем интеграции предсказаний miRWalk с данными о дифференциально экспрессируемых генах из наборов GSE89076 и GSE156355. Пересечение этих трех источников было отобрано для последующего поискового анализа. С помощью STRING была построена сеть белок-белковых взаимодействий, а ключевые гены (hub genes) были выбраны на основе степени узла и связности модулей с помощью анализа cytoHubba и MCODE в программе Cytoscape. Отобранные ключевые гены (KIF20A, TPX2, CDCA5, CCNB1, CDK1, PLP1, NRXN1, GRIK3 и KIF5C) были дополнительно проанализированы с использованием данных РНК-секвенирования TCGA. Различия в экспрессии между опухолевой и нормальной тканями, корреляция Спирмена с экспрессией miR-192 в TCGA и связь с общей выживаемостью были представлены в виде дополнительных поисковых анализов. Данные гены рассматривались только как потенциальные мишени; на основании биоинформатических данных не делались выводы о прямом связывании, эффекте спасения или регуляции на уровне белков ниже по каскаду.
Анализ обогащения GO и KEGG
Анализ обогащения по Gene Ontology (GO) и Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) был проведен для набора генов-кандидатов и значимых сетевых модулей. Термины GO были разделены на категории биологических процессов, клеточных компонентов и молекулярных функций. Результаты обогащения с p < 0.05 считались статистически значимыми и интерпретировались как сигналы путей для выдвижения гипотез, а не как экспериментально подтвержденные механизмы.
Экстракция РНК и анализ методом ОТ-ПЦР в реальном времени
Общую РНК экстрагировали из 45 пар образцов КРР и прилегающей нераковой ткани с использованием реагента TRIzol согласно протоколу производителя. Чистоту и концентрацию РНК оценивали спектрофотометрически; для обратной транскрипции использовали образцы со значениями A260/A280 от 1,8 до 2,1. qRT-PCR проводили с использованием системы обратной транскрипции miRNA и реагентов для miRNA qPCR на основе SYBR Green от TransGen Biotech. Обратную транскрипцию и амплификацию qPCR выполняли в соответствии с инструкциями производителя реагентов. Каждую реакцию qRT-PCR проводили в трех технических повторностях. В качестве внутреннего контроля использовали RNU6B. Праймеры для miR-192-5p были: 5'-GGGGCTGACCTATGAATTGA-3' (прямой) и 5'-CAGTGCAGGGTCCGAGGT-3' (обратный). Праймеры для RNU6B были: 5'-ATTGGAACGATACAGAGAAGATT-3' (прямой) и 5'-GGAACGCTTCACGAATTTG-3' (обратный). Для оценки специфичности амплификации (при поддержке платформы qPCR) использовали анализ кривых плавления. Относительную экспрессию рассчитывали методом 2-ΔΔCt. Результаты анализа пар опухолевой и прилегающей тканей обрабатывали как парные клинические измерения.
Культивирование клеток и трансфекция
Линия клеток колоректального рака (КРР) человека HT29 была получена из коллекции клеток лаборатории авторов, прошла аутентификацию и проверку на отсутствие контаминации микоплазмой. Клетки HT29 культивировали в среде McCoy's 5A с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки, 100 U/mL пенициллина и 100 µg/mL стрептомицина при 37 oC в атмосфере 5% CO2. Пассирование клеток проводили при достижении ими примерно 80% конфлюэнтности. Мимики miR-192-5p и олигонуклеотид отрицательного контроля con238 были приобретены в компании Sangon Biotech (Шанхай, Китай) и использованы для транзиентной трансфекции. Клетки HT29 высевали в 6-луночные планшеты и трансфицировали при достижении плотности клеток примерно 20–30% с использованием конечной концентрации олигонуклеотидов 50 nM и протокола липидной трансфекции согласно инструкциям производителя реагента. Точное соотношение реагента к олигонуклеотиду и количество реагента соответствовали рекомендуемому протоколу производителя, зафиксированному в лабораторных записях авторов. Клетки инкубировали с трансфекционными комплексами в стандартных условиях культивирования; последующая визуализация трансфекции и анализ заживления ран проводили после трансфекции в соответствии с графиком эксперимента. В настоящее исследование были включены данные только по клеткам HT29.
Анализ заживления ран
Трансфецированные клетки HT29 высевали в 6-луночные планшеты и культивировали до формирования сплошного монослоя. С помощью стерильного наконечника пипетки объемом 200 µL создавали линейную царапину, после чего отделившиеся клетки удаляли путем промывки PBS. Затем среду заменяли на безсывороточную среду, чтобы минимизировать влияние пролиферации при оценке миграции. Снимки зоны повреждения делали через 0 h, 24 h и 48 h. Тест на заживление ран проводили в трех независимых биологических повторностях, при этом для каждой группы и каждой временной точки измеряли несколько микроскопических полей. Ширину раны количественно определяли по микрофотографиям с помощью программного обеспечения для анализа изображений; точная версия ПО, использовавшегося для исходных измерений, в исходных записях отсутствовала. Скорость заживления ран рассчитывали по формуле: [(ширина раны в 0 h - ширина раны в указанный момент времени) / ширина раны в 0 h] x 100%. Поскольку доступные данные рукописи не содержат отдельного контрольного эксперимента на пролиферацию, результаты заживления ран интерпретировали как связанные с миграцией, однако не исключали полностью влияние пролиферационных эффектов.
Корреляционный анализ иммунного профиля
Связь между экспрессией miR-192 в данных TCGA и иммунными сигнатурами была переоценена с использованием данных RNA-seq первичных опухолей. В анализ корреляции показателей сигнатур были включены в общей сложности 425 образцов опухолей с соответствующими данными miRNA и RNA-seq. Экспрессия miR-192 продемонстрировала статистически значимую, но слабую отрицательную корреляцию с несколькими иммунными сигнатурами после коррекции на ложноположительный результат (FDR), включая Tfh-клетки (rho = -0.205, FDR = 0.00049), активированные дендритные клетки (rho = -0.186, FDR = 0.00098), Treg-клетки (rho = -0.185, FDR = 0.00098), плазмоцитоидные дендритные клетки (rho = -0.169, FDR = 0.0027) и макрофаги (rho = -0.149, FDR = 0.0092). Положительные корреляции наблюдались преимущественно для сигнатур эозинофилов (rho = 0.139, FDR = 0.0155) и Th17-клеток (rho = 0.121, FDR = 0.0296). Эти результаты указывают на гетерогенные и в целом слабые иммунные связи, а не на единообразный паттерн положительной иммунной инфильтрации.
Статистический анализ
Статистический анализ проводили с помощью программного обеспечения GraphPad Prism 9.0, SPSS 25.0 и R 3.6.3. Непрерывные переменные были представлены в виде среднего значения ± стандартного отклонения или медианы с межквартильным размахом, в зависимости от распределения. Для сравнения парных образцов тканей (опухоль и прилегающая ткань) использовали парные тесты. В случаях, когда допущения о нормальности распределения не соблюдались, применяли непараметрические тесты. Для предварительного анализа диагностической разделительной способности использовали ROC-кривые, сбалансированное ресемплирование и анализ с исключением одного нормального образца (leave-one-normal-out); для оценки взаимосвязей категориальных клинико-патологических признаков — критерий хи-квадрат; для анализа выживаемости — логарифмический ранговый критерий и модели Кокса; а для анализа иммунных показателей и хаб-генов — корреляцию Спирмена. Двустороннее значение p < 0.05 считалось статистически значимым; для корреляций иммунных сигнатур приводилась поправка на ложноположительный результат (FDR).