Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân tích phân tử của các khối u não ở trẻ em xác định các microRNA trong các u thần kinh nguyên phát biểu mô vỏ não nhô ra (pilocytic astrocytomas) nhắm vào các con đường MAPK và NF-κB
Tóm tắt
Các u thần kinh nguyên phát biểu mô vỏ não nhô ra (pilocytic astrocytomas) là những khối u phát triển chậm, thường xảy ra ở tiểu não hoặc ở đường giữa dọc theo các con đường hạ đồi/giác mạc. Những thay đổi di truyền phổ biến nhất trong các u thần kinh nguyên phát biểu mô vỏ não nhô ra kích hoạt con đường truyền tín hiệu ERK/MAPK, được coi là động lực chính của sự tăng sinh nhưng cũng được cho là gây ra hiện tượng lão hóa ở những khối u này. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành điều tra chi tiết về microRNA và biểu hiện gen, cùng với phân tích con đường, nhằm nâng cao hiểu biết của chúng tôi về các cơ chế điều tiết trong các u thần kinh nguyên phát biểu mô vỏ não nhô ra. Các u thần kinh nguyên phát biểu mô vỏ não nhô ra đã được tìm thấy có các hồ sơ microRNA và biểu hiện gen đặc trưng so với mô não bình thường và một lựa chọn các khối u não ở trẻ em khác. Một số microRNA được phát hiện có sự tăng cường trong các u thần kinh nguyên phát biểu mô vỏ não nhô ra dự đoán sẽ nhắm vào các con đường tín hiệu ERK/MAPK và NF-κB cũng như các gen liên quan đến quá trình viêm liên quan đến lão hóa và kiểm soát chu kỳ tế bào. Hơn nữa, IGFBP7 và CEBPB, là những tác nhân phiên mã của kiểu hình bài tiết liên quan đến lão hóa (SASP), cũng đã được tăng cường cùng với các dấu hiệu của lão hóa và viêm, CDKN1A (p21), CDKN2A (p16) và IL1B. Những phát hiện này cung cấp thêm bằng chứng về một kiểu hình lão hóa trong các u thần kinh nguyên phát biểu mô vỏ não nhô ra. Bên cạnh đó, chúng cũng gợi ý rằng con đường ERK/MAPK, được coi là động lực chính của các khối u này, không chỉ được điều chỉnh bởi các bất thường di truyền mà còn bởi các microRNA.
Từ khóa
#u thần kinh nguyên phát biểu mô vỏ não nhô ra #microRNA #con đường tín hiệu MAPK #con đường tín hiệu NF-κB #lão hóa #viêmTài liệu tham khảo
Abdelmohsen K, Srikantan S, Kang MJ, Gorospe M (2012) Regulation of senescence by microRNA biogenesis factors. Ageing Res Rev: Doi 10.1016/j.arr.2012.01.003
Ambros V, Bartel B, Bartel DP, Burge CB, Carrington JC, Chen X, et al. A uniform system for microRNA annotation. RNA. 2003;9:277–9.
Babashah S, Soleimani M. The oncogenic and tumor suppressive roles of microRNAs in cancer and apoptosis. Eur J Cancer. 2011;47:1127–37. doi:10.1016/j.ejca.2011.02.008.
Bhaumik D, Scott GK, Schokrpur S, Patil CK, Orjalo AV, Rodier F, et al. MicroRNAs miR-146a/b negatively modulate the senescence-associated inflammatory mediators IL-6 and IL-8. Aging (Albany NY). 2009;1:402–11.
Birks DK, Barton VN, Donson AM, Handler MH, Vibhakar R, Foreman NK. Survey of MicroRNA expression in pediatric brain tumors. Pediatr Blood Cancer. 2011;56:211–6. doi:10.1002/pbc.22723.
Bonifacio LN, Jarstfer MB (2010) MiRNA profile associated with replicative senescence, extended cell culture, and ectopic telomerase expression in human foreskin fibroblasts. PLoS One 5: Doi 10.1371/journal.pone.0012519
Cardoso AL, Guedes JR, Pereira de Almeida L, Pedroso de Lima MC. miR-155 modulates microglia-mediated immune response by down-regulating SOCS-1 and promoting cytokine and nitric oxide production. Immunology. 2012;135:73–88. doi:10.1111/j.1365-2567.2011.03514.x.
Chen R, Alvero AB, Silasi DA, Kelly MG, Fest S, Visintin I, et al. Regulation of IKKbeta by miR-199a affects NF-kappaB activity in ovarian cancer cells. Oncogene. 2008;27:4712–23. doi:10.1038/onc.2008.112.
Collins VP, Jones DT, Giannini C. Pilocytic astrocytoma: pathology, molecular mechanisms and markers. Acta Neuropathol. 2015;129:775–88. doi:10.1007/s00401-015-1410-7.
Coppe JP, Patil CK, Rodier F, Sun Y, Munoz DP, Goldstein J, et al. Senescence-associated secretory phenotypes reveal cell-nonautonomous functions of oncogenic RAS and the p53 tumor suppressor. PLoS Biol. 2008;6:2853–68. doi:10.1371/journal.pbio.0060301.
de Antonellis P, Medaglia C, Cusanelli E, Andolfo I, Liguori L, De Vita G, et al. MiR-34a targeting of Notch ligand delta-like 1 impairs CD15+/CD133+ tumor-propagating cells and supports neural differentiation in medulloblastoma. PLoS One. 2011;6:e24584. doi:10.1371/journal.pone.0024584.
Edgar R, Domrachev M, Lash AE. Gene Expression Omnibus: NCBI gene expression and hybridization array data repository. Nucleic Acids Res. 2002;30:207–10.
Farrell BC, Power EM, Mc Dermott KW. Developmentally regulated expression of Sox9 and microRNAs 124, 128 and 23 in neuroepithelial stem cells in the developing spinal cord. Int J Dev Neurosci. 2011;29:31–6. doi:10.1016/j.ijdevneu.2010.10.001.
Forrest AR, Kanamori-Katayama M, Tomaru Y, Lassmann T, Ninomiya N, Takahashi Y, et al. Induction of microRNAs, mir-155, mir-222, mir-424 and mir-503, promotes monocytic differentiation through combinatorial regulation. Leukemia. 2010;24:460–6. doi:10.1038/leu.2009.246.
Forshew T, Tatevossian RG, Lawson AR, Ma J, Neale G, Ogunkolade BW, et al. Activation of the ERK/MAPK pathway: a signature genetic defect in posterior fossa pilocytic astrocytomas. J Pathol. 2009;218:172–81. doi:10.1002/path.2558.
Freund A, Orjalo AV, Desprez PY, Campisi J. Inflammatory networks during cellular senescence: causes and consequences. Trends Mol Med. 2010;16:238–46. doi:10.1016/j.molmed.2010.03.003.
Gorospe M, Abdelmohsen K. MicroRegulators come of age in senescence. Trends Genet. 2011;27:233–41. doi:10.1016/j.tig.2011.03.005.
Griffiths-Jones S. The microRNA Registry. Nucleic Acids Res. 2004;32:D109–111. doi:10.1093/nar/gkh023.
He X, He L, Hannon GJ. The guardian's little helper: microRNAs in the p53 tumor suppressor network. Cancer Res. 2007;67:11099–101. doi:10.1158/0008-5472.CAN-07-2672.
Hirosue A, Ishihara K, Tokunaga K, Watanabe T, Saitoh N, Nakamoto M, et al. (2012) Quantitative assessment of higher-order chromatin structure of the INK4/ARF locus in human senescent cells. Aging Cell: doi:10.1111/j.1474-9726.2012.00809.x
Ho CY, Bar E, Giannini C, Marchionni L, Karajannis MA, Zagzag D, et al. MicroRNA profiling in pediatric pilocytic astrocytoma reveals biologically relevant targets, including PBX3, NFIB, and METAP2. Neuro Oncol. 2013;15:69–82. doi:10.1093/neuonc/nos269.
Huang L, Dai T, Lin X, Zhao X, Chen X, Wang C, et al. MicroRNA-224 targets RKIP to control cell invasion and expression of metastasis genes in human breast cancer cells. Biochem Biophys Res Commun. 2012;425:127–33. doi:10.1016/j.bbrc.2012.07.025.
Im HI, Kenny PJ. MicroRNAs in neuronal function and dysfunction. Trends Neurosci. 2012;35:325–34. doi:10.1016/j.tins.2012.01.004.
Jacob K, Quang-Khuong DA, Jones DT, Witt H, Lambert S, Albrecht S, et al. Genetic aberrations leading to MAPK pathway activation mediate oncogene-induced senescence in sporadic pilocytic astrocytomas. Clin Cancer Res. 2011;17:4650–60. doi:10.1158/1078-0432.CCR-11-0127.
Jiang Y, Boije M, Westermark B, Uhrbom L. PDGF-B Can sustain self-renewal and tumorigenicity of experimental glioma-derived cancer-initiating cells by preventing oligodendrocyte differentiation. Neoplasia. 2011;13:492–503.
Jonas S, Izaurralde E. Towards a molecular understanding of microRNA-mediated gene silencing. Nat Rev Genet. 2015;16:421–33. doi:10.1038/nrg3965.
Jones DT, Hutter B, Jager N, Korshunov A, Kool M, Warnatz HJ, et al. Recurrent somatic alterations of FGFR1 and NTRK2 in pilocytic astrocytoma. Nat Genet. 2013;45:927–32. doi:10.1038/ng.2682.
Klein R, Roggendorf W. Increased microglia proliferation separates pilocytic astrocytomas from diffuse astrocytomas: a double labeling study. Acta Neuropathol. 2001;101:245–8.
Kozomara A, Griffiths-Jones S. miRBase: annotating high confidence microRNAs using deep sequencing data. Nucleic Acids Res. 2014;42:D68–73. doi:10.1093/nar/gkt1181.
Krichevsky AM, King KS, Donahue CP, Khrapko K, Kosik KS. A microRNA array reveals extensive regulation of microRNAs during brain development. RNA. 2003;9:1274–81.
Kuilman T, Michaloglou C, Vredeveld LC, Douma S, van Doorn R, Desmet CJ, et al. Oncogene-induced senescence relayed by an interleukin-dependent inflammatory network. Cell. 2008;133:1019–31. doi:10.1016/j.cell.2008.03.039.
Lawson AR, Tatevossian RG, Phipps KP, Picker SR, Michalski A, Sheer D, et al. RAF gene fusions are specific to pilocytic astrocytoma in a broad paediatric brain tumor cohort. Acta Neuropathol. 2010;120:271–3. doi:10.1007/s00401-010-0693-y.
Li S, Mattar P, Dixit R, Lawn SO, Wilkinson G, Kinch C, et al. RAS/ERK signaling controls proneural genetic programs in cortical development and gliomagenesis. J Neurosci. 2014;34:2169–90. doi:10.1523/JNEUROSCI.4077-13.2014.
Li YY, Cui JG, Dua P, Pogue AI, Bhattacharjee S, Lukiw WJ. Differential expression of miRNA-146a-regulated inflammatory genes in human primary neural, astroglial and microglial cells. Neurosci Lett. 2011;499:109–13. doi:10.1016/j.neulet.2011.05.044.
Livak KJ, Schmittgen T. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(−Delta Delta C(T)) Method. Methods. 2001;25:402–8. doi:10.1006/meth.2001.1262.
Louis DN, Ohgaki H, Wiestler OD, Cavenee WK, Burger PC, Jouvet A, et al. The 2007 WHO classification of tumors of the central nervous system. Acta Neuropathol. 2007;114:97–109. doi:10.1007/s00401-007-0243-4.
Melo SA, Esteller M. Dysregulation of microRNAs in cancer: playing with fire. FEBS Lett. 2011;585:2087–99. doi:10.1016/j.febslet.2010.08.009.
Miele E, Buttarelli FR, Arcella A, Begalli F, Garg N, Silvano M, et al. (2013) High-throughput microRNA profiling of pediatric high-grade gliomas. Neuro-oncology: Doi 10.1093/neuonc/not215
Ohgaki H, Kleihues P. Population-based studies on incidence, survival rates, and genetic alterations in astrocytic and oligodendroglial gliomas. J Neuropathol Exp Neurol. 2005;64:479–89.
Persson AI, Petritsch C, Swartling FJ, Itsara M, Sim FJ, Auvergne R, et al. Non-stem cell origin for oligodendroglioma. Cancer Cell. 2010;18:669–82. doi:10.1016/j.ccr.2010.10.033.
Qureshi IA, Mehler MF. Emerging roles of non-coding RNAs in brain evolution, development, plasticity and disease. Nat Rev Neurosci. 2012;13:528–41. doi:10.1038/nrn3234.
Raabe EH, Lim KS, Kim JM, Meeker A, Mao XG, Nikkhah G, et al. BRAF activation induces transformation and then senescence in human neural stem cells: a pilocytic astrocytoma model. Clin Cancer Res. 2011;17:3590–9. doi:10.1158/1078-0432.CCR-10-3349.
Rodier F, Campisi J. Four faces of cellular senescence. J Cell Biol. 2011;192:547–56. doi:10.1083/jcb.201009094.
Saba R, Gushue S, Huzarewich RL, Manguiat K, Medina S, Robertson C, et al. MicroRNA 146a (miR-146a) is over-expressed during prion disease and modulates the innate immune response and the microglial activation state. PLoS One. 2012;7:e30832. doi:10.1371/journal.pone.0030832.
Schindler G, Capper D, Meyer J, Janzarik W, Omran H, Herold-Mende C, et al. Analysis of BRAF V600E mutation in 1,320 nervous system tumors reveals high mutation frequencies in pleomorphic xanthoastrocytoma, ganglioglioma and extra-cerebellar pilocytic astrocytoma. Acta Neuropathol. 2011;121:397–405. doi:10.1007/s00401-011-0802-6.
Schulte JH, Schowe B, Mestdagh P, Kaderali L, Kalaghatgi P, Schlierf S, et al. Accurate prediction of neuroblastoma outcome based on miRNA expression profiles. Int J Cancer. 2010;127:2374–85. doi:10.1002/ijc.25436.
Scisciani C, Vossio S, Guerrieri F, Schinzari V, De Iaco R, D'Onorio De Meo P, et al. Transcriptional regulation of miR-224 upregulated in human HCCs by NFkappaB inflammatory pathways. J Hepatol. 2012;56:855–61. doi:10.1016/j.jhep.2011.11.017.
Scotting PJ, Walker DA, Perilongo G. Childhood solid tumors: a developmental disorder. Nat Rev Cancer. 2005;5:481–8. doi:10.1038/nrc1633.
Sempere LF, Freemantle S, Pitha-Rowe I, Moss E, Dmitrovsky E, Ambros V. Expression profiling of mammalian microRNAs uncovers a subset of brain-expressed microRNAs with possible roles in murine and human neuronal differentiation. Genome Biol. 2004;5:R13. doi:10.1186/gb-2004-5-3-r13gb-2004-5-3-r13.
Smirnova L, Grafe A, Seiler A, Schumacher S, Nitsch R, Wulczyn FG. Regulation of miRNA expression during neural cell specification. Eur J Neurosci. 2005;21:1469–77. doi:10.1111/j.1460-9568.2005.03978.x.
Sosanya NM, Huang PP, Cacheaux LP, Chen CJ, Nguyen K, Perrone-Bizzozero NI, et al. Degradation of high affinity HuD targets releases Kv1.1 mRNA from miR-129 repression by mTORC1. J Cell Biol. 2013;202:53–69. doi:10.1083/jcb.201212089.
Sun F, Fu H, Liu Q, Tie Y, Zhu J, Xing R, et al. Downregulation of CCND1 and CDK6 by miR-34a induces cell cycle arrest. FEBS Lett. 2008;582:1564–8. doi:10.1016/j.febslet.2008.03.057.
Tili E, Michaille JJ, Cimino A, Costinean S, Dumitru CD, Adair B, et al. Modulation of miR-155 and miR-125b levels following lipopolysaccharide/TNF-alpha stimulation and their possible roles in regulating the response to endotoxin shock. J Immunol. 2007;179:5082–9.
Vogelstein B, Papadopoulos N, Velculescu VE, Zhou S, Diaz Jr LA, Kinzler KW. Cancer genome landscapes. Science. 2013;339:1546–58. doi:10.1126/science.1235122.
Wang Y, Kim E, Wang X, Novitch BG, Yoshikawa K, Chang LS, et al. ERK inhibition rescues defects in fate specification of Nf1-deficient neural progenitors and brain abnormalities. Cell. 2012;150:816–30. doi:10.1016/j.cell.2012.06.034.
Zhang J, Wu G, Miller CP, Tatevossian RG, Dalton JD, Tang B, et al. Whole-genome sequencing identifies genetic alterations in pediatric low-grade gliomas. Nat Genet. 2013;45:602–12. doi:10.1038/ng.2611.