Sự phong phú của tế bào nội mạch vi mô có liên quan đến phản ứng với hóa trị liệu và tiên lượng trong ung thư đại trực tràng

Cancers - Tập 13 Số 6 - Trang 1477
Masanori Oshi1,2, Michelle Huyser2, Lan Le3,2, Yoshihisa Tokumaru4,2, Li Yan5, Ryusei Matsuyama1, Itaru Endo1, Kazuaki Takabe6,7,1,3,8,2
1Department of Gastroenterological Surgery, Yokohama City University Graduate School of Medicine, Yokohama 236-0004, Japan
2Roswell Park Comprehensive Cancer Center, Department of Surgical Oncology, Buffalo, NY 14263, USA
3Department of Surgery, Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences, State University of New York, Buffalo, NY 14263, USA
4Department of Surgical Oncology, Graduate School of Medicine, Gifu University, 1-1 Yanagido, Gifu 501-1194, Japan
5Roswell Park Comprehensive Cancer Center, Department of Biostatistics & Bioinformatics, Buffalo, NY 14263, USA
6Department of Breast Surgery and Oncology, Tokyo Medical University, Tokyo 160-8402, Japan
7Department of Breast Surgery, Fukushima Medical University School of Medicine, Fukushima 960-1295, Japan
8Division of Digestive and General Surgery, Niigata University Graduate School of Medical and Dental Sciences, Niigata 951-8520, Japan

Tóm tắt

Sự hình thành các mạch máu bệnh lý, chưa hoàn thiện và không chức năng thông qua sự hình thành mạch là một cơ chế di căn đã trở thành mục tiêu điều trị trong ung thư đại trực tràng (CRC). Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã khảo sát sự liên quan lâm sàng của các tế bào nội mạch vi mô (mvE) trong khối u ở CRC bằng cách sử dụng thuật toán xCell trên transcriptome. Tổng cộng có 1244 bệnh nhân CRC trong nhóm phát hiện và xác nhận đã được phân tích. Chúng tôi phát hiện rằng sự phong phú của tế bào mvE không phản ánh sự hình thành mạch mà phản ánh các mạch máu trưởng thành vì nó có liên quan đáng kể đến việc biểu hiện cao các gen liên quan đến ổn định mạch máu, bao gồm các gen thụ thể sphingosine-1-phosphate và pericyte. Các bộ gen chuyển tiếp biểu mô - trung mô và sinh my được làm giàu trong CRC có nhiều tế bào mvE, trong khi CRC thiếu tế bào mvE làm giàu các bộ gen tăng sinh tế bào, phosphoryl oxy hóa và tiết protein. CRC có nhiều tế bào mvE có liên quan đến sự xâm nhập của tế bào đại thực bào M2, tế bào tua, và ít tế bào T gamma-delta (tất cả p < 0.001), nhưng không liên quan đến phản ứng interferon-γ. CRC có nhiều tế bào mvE có liên quan đáng kể đến việc sống sót tồi tệ hơn của bệnh nhân trong CRC. Thú vị thay, CRC có nhiều tế bào mvE có liên quan đáng kể đến tỷ lệ phản ứng cao với hóa trị liệu (p = 0.012) và tình trạng sống sót tồi tệ hơn cho những bệnh nhân không nhận hóa trị liệu. Tuy nhiên, không có sự khác biệt về sống sót ở bệnh nhân đã trải qua hóa trị liệu. Tóm lại, chúng tôi đã ước lượng sự phong phú của các tế bào mvE bằng cách sử dụng thuật toán xCell trên transcriptome khối u, tìm thấy mối liên hệ của nó với số lượng mạch máu trưởng thành trong môi trường vi mô của khối u và khả năng dự đoán phản ứng với hóa trị liệu, từ đó là sự sống sót của bệnh nhân trong CRC.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Jemal, 2011, Global cancer statistics, CA Cancer J. Clin., 61, 69, 10.3322/caac.20107

Galmarini, 2007, Drug resistance and the solid tumor microenvironment, J. Natl. Cancer Inst., 99, 1441, 10.1093/jnci/djm135

Rudmik, 2005, Molecular mechanisms of hepatic metastasis in colorectal cancer, J. Surg. Oncol., 92, 347, 10.1002/jso.20393

DeNardo, 2008, Immune cells as mediators of solid tumor metastasis, Cancer Metastasis Rev., 27, 11, 10.1007/s10555-007-9100-0

Ellis, 2008, VEGF-targeted therapy: Mechanisms of anti-tumour activity, Nat. Rev. Cancer, 8, 579, 10.1038/nrc2403

Zeisberger, 2006, Clodronate-liposome-mediated depletion of tumour-associated macrophages: A new and highly effective antiangiogenic therapy approach, Br. J. Cancer, 95, 272, 10.1038/sj.bjc.6603240

Grothey, 2013, Regorafenib monotherapy for previously treated metastatic colorectal cancer (CORRECT): An international, multicentre, randomised, placebo-controlled, phase 3 trial, Lancet, 381, 303, 10.1016/S0140-6736(12)61900-X

Tabernero, 2012, Addition of aflibercept to fluorouracil, leucovorin, and irinotecan improves survival in a phase III randomized trial in patients with metastatic colorectal cancer previously treated with an oxaliplatin-based regimen, J. Clin. Oncol. Off. J. Am. Soc. Clin. Oncol., 30, 3499, 10.1200/JCO.2012.42.8201

Wang, 2020, Anti-angiogenesis therapy overcomes the innate resistance to PD-1/PD-L1 blockade in VEGFA-overexpressed mouse tumor models, Cancer Immunol. Immunother. CII, 69, 1781, 10.1007/s00262-020-02576-x

Nagahashi, 2012, Sphingosine-1-phosphate produced by sphingosine kinase 1 promotes breast cancer progression by stimulating angiogenesis and lymphangiogenesis, Cancer Res., 72, 726, 10.1158/0008-5472.CAN-11-2167

Yamada, 2018, ABCC1-Exported Sphingosine-1-phosphate, Produced by Sphingosine Kinase 1, Shortens Survival of Mice and Patients with Breast Cancer, Mol. Cancer Res. MCR, 16, 1059, 10.1158/1541-7786.MCR-17-0353

Takabe, 2014, Export of sphingosine-1-phosphate and cancer progression, J. Lipid Res., 55, 1839, 10.1194/jlr.R046656

Mukhopadhyay, 2015, S1P promotes breast cancer progression by angiogenesis and lymphangiogenesis, Breast Cancer Manag., 4, 241, 10.2217/bmt.15.20

Aoki, M., Aoki, H., Mukhopadhyay, P., Tsuge, T., Yamamoto, H., Matsumoto, N.M., Toyohara, E., Okubo, Y., Ogawa, R., and Takabe, K. (2019). Sphingosine-1-Phosphate Facilitates Skin Wound Healing by Increasing Angiogenesis and Inflammatory Cell Recruitment with Less Scar Formation. Int. J. Mol. Sci., 20.

Katsuta, E., Rashid, O.M., and Takabe, K. (2020). Clinical relevance of tumor microenvironment: Immune cells, vessels, and mouse models. Hum. Cell.

Petitprez, 2018, Transcriptomic analysis of the tumor microenvironment to guide prognosis and immunotherapies, Cancer Immunol. Immunother. CII, 67, 981, 10.1007/s00262-017-2058-z

Charoentong, 2017, Pan-cancer Immunogenomic Analyses Reveal Genotype-Immunophenotype Relationships and Predictors of Response to Checkpoint Blockade, Cell Rep., 18, 248, 10.1016/j.celrep.2016.12.019

Gejman, 2016, Tumor immune microenvironment characterization in clear cell renal cell carcinoma identifies prognostic and immunotherapeutically relevant messenger RNA signatures, Genome Biol., 17, 231, 10.1186/s13059-016-1092-z

Aran, 2017, xCell: Digitally portraying the tissue cellular heterogeneity landscape, Genome Biol., 18, 220, 10.1186/s13059-017-1349-1

Oshi, M., Newman, S., Tokumaru, Y., Yan, L., Matsuyama, R., Kalinski, P., Endo, I., and Takabe, K. (2020). Plasmacytoid Dendritic Cell (pDC) Infiltration Correlate with Tumor Infiltrating Lymphocytes, Cancer Immunity, and Better Survival in Triple Negative Breast Cancer (TNBC) More Strongly than Conventional Dendritic Cell (cDC). Cancers, 12.

Oshi, M., Asaoka, M., Tokumaru, Y., Angarita, F.A., Yan, L., Matsuyama, R., Zsiros, E., Ishikawa, T., Endo, I., and Takabe, K. (2020). Abundance of Regulatory T Cell (Treg) as a Predictive Biomarker for Neoadjuvant Chemotherapy in Triple-Negative Breast Cancer. Cancers, 12.

Katsuta, E., Rashid, O.M., and Takabe, K. (2020). Fibroblasts as a Biological Marker for Curative Resection in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma. Int. J. Mol. Sci., 21.

Oshi, M., Newman, S., Tokumaru, Y., Yan, L., Matsuyama, R., Endo, I., Nagahashi, M., and Takabe, K. (2020). Intra-Tumoral Angiogenesis Is Associated with Inflammation, Immune Reaction and Metastatic Recurrence in Breast Cancer. Int. J. Mol. Sci., 21.

Katsuta, 2019, Pancreatic adenocarcinomas with mature blood vessels have better overall survival, Sci. Rep., 9, 1310, 10.1038/s41598-018-37909-5

Shen, 2019, Tumor vasculature remolding by thalidomide increases delivery and efficacy of cisplatin, J. Exp. Clin. Cancer Res. CR, 38, 427, 10.1186/s13046-019-1366-x

Oshi, M., Asaoka, M., Tokumaru, Y., Yan, L., Matsuyama, R., Ishikawa, T., Endo, I., and Takabe, K. (2020). CD8 T Cell Score as a Prognostic Biomarker for Triple Negative Breast Cancer. Int. J. Mol. Sci., 21.

Ohigashi, 2003, Intra-arterial infusion chemotherapy with angiotensin-II for locally advanced and nonresectable pancreatic adenocarcinoma: Further evaluation and prognostic implications, Ann. Surg. Oncol., 10, 927, 10.1245/ASO.2003.10.021

Weinstein, 2013, The Cancer Genome Atlas Pan-Cancer analysis project, Nat. Genet., 45, 1113, 10.1038/ng.2764

Liu, 2018, An Integrated TCGA Pan-Cancer Clinical Data Resource to Drive High-Quality Survival Outcome Analytics, Cell, 173, 400, 10.1016/j.cell.2018.02.052

Marisa, L., de Reyniès, A., Duval, A., Selves, J., Gaub, M.P., Vescovo, L., Etienne-Grimaldi, M.C., Schiappa, R., Guenot, D., and Ayadi, M. (2013). Gene expression classification of colon cancer into molecular subtypes: Characterization, validation, and prognostic value. PLoS Med., 10.

Tsuji, 2012, Potential responders to FOLFOX therapy for colorectal cancer by Random Forests analysis, Br. J. Cancer, 106, 126, 10.1038/bjc.2011.505

Subramanian, 2005, Gene set enrichment analysis: A knowledge-based approach for interpreting genome-wide expression profiles, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 15545, 10.1073/pnas.0506580102

Thông tin
Thông tin xuất bản

Cancers

Tập 13 Số 6

1477

Thông tin tác giả