Giá trị dự đoán của gen liên quan đến viêm nhiễm và miễn dịch NOD2 trong ung thư biểu mô tế bào thận dạng sáng

Lei Lyu1, Rui Min1, Fuxin Zheng1, Wei Xiang1, Tao Huang1, Yan Feng2, Chuanhua Zhang1, Jingdong Yuan1
1Department of Urology, Wuhan No.1 Hospital (Traditional Chinese and Western Medicine Hospital of Wuhan), Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Hubei, Wuhan, People’s Republic of China
2Department of PathologyWuhan No.1 Hospital (Traditional Chinese and Western Medicine Hospital of Wuhan), Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Hubei, Wuhan, People’s Republic of China

Tóm tắt

Viêm và phản ứng miễn dịch có vai trò quan trọng trong sự phát triển và tiên lượng ung thư. Chúng tôi đã xác định được 59 gen liên quan đến viêm nhiễm và miễn dịch (IIRGs) được điều hòa biểu hiện tăng trong ung thư biểu mô tế bào thận dạng sáng (ccRCC) từ cơ sở dữ liệu The Cancer Genome Atlas. Trong số các IIRGs tăng biểu hiện, miền oligomer hóa liên kết nucleotide 2 (NOD2) và miền PYD và CARD (PYCARD) cũng được xác nhận là tăng trên cơ sở dữ liệu Oncomine và trong ba bộ dữ liệu GEO độc lập. Phân tích cơ sở dữ liệu tài nguyên thâm nhập tế bào miễn dịch cho thấy mức độ NOD2 và PYCARD có tương quan dương tính đáng kể với mức độ thâm nhập của tế bào B, tế bào T CD4+, tế bào T CD8+, bạch cầu trung tính, đại thực bào và tế bào dendritic. Phân tích hồi quy Cox đa biến chỉ ra rằng dựa trên các biến lâm sàng (tuổi, giới tính, độ giai đoạn khối u, giai đoạn TNM bệnh lý), NOD2, nhưng không phải PYCARD, là một dấu ấn sinh học tiên lượng độc lập không thuận lợi đối với ccRCC. Các phân tích làm giàu chức năng (GSEA) cho thấy NOD2 liên quan đến các phản ứng miễn dịch bẩm sinh, phản ứng viêm và điều chỉnh sự tiết cytokine. Trong khi đó, mức độ mRNA và protein của NOD2 tăng lên trong bốn dòng tế bào ccRCC (786-O, ACHN, A498 và Caki-1), và việc knockdown NOD2 làm giảm đáng kể sự tiết IL-8, từ đó ức chế sự sinh sản và xâm lấn của tế bào ccRCC. Hơn nữa, kết quả cho thấy miR-20b-5p nhắm vào NOD2 để làm giảm sự tiết IL-8 trung gian bởi NOD2. Tóm lại, NOD2 là một dấu ấn sinh học dự đoán tiềm năng cho ccRCC và trục miR-20b-5p/NOD2/IL-8 có thể điều chỉnh sự khởi phát khối u liên quan đến viêm nhiễm và miễn dịch trong ccRCC.

Từ khóa

#ung thư biểu mô tế bào thận dạng sáng #gen liên quan viêm nhiễm và miễn dịch #NOD2 #PYCARD #dấu ấn sinh học dự đoán #IL-8 #miR-20b-5p

Tài liệu tham khảo

Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2019. CA Cancer J Clin. 2019;69:7–34. Choueiri TK, Motzer RJ. Systemic therapy for metastatic renal-cell carcinoma. N Engl J Med. 2017;376:354–66. Capitanio U, Bensalah K, Bex A, Boorjian SA, Bray F, Coleman J, Gore JL, Sun M, Wood C, Russo P. Epidemiology of renal cell carcinoma. Eur Urol. 2019;75:74–84. Atkins MB, Tannir NM. Current and emerging therapies for first-line treatment of metastatic clear cell renal cell carcinoma. Cancer Treat Rev. 2018;70:127–37. Tacconi EMC, Tuthill M, Protheroe A. Review of adjuvant therapies in renal cell carcinoma: evidence to date. Onco Targets Ther. 2020;13:12301–16. Mattei J, da Silva RD, Sehrt D, Molina WR, Kim FJ. Targeted therapy in metastatic renal carcinoma. Cancer Lett. 2014;343:156–60. Lalani AA, McGregor BA, Albiges L, Choueiri TK, Motzer R, Powles T, Wood C, Bex A. Systemic treatment of metastatic clear cell renal cell carcinoma in 2018: current paradigms, use of immunotherapy, and future directions. Eur Urol. 2019;75:100–10. Dos Santos M, Brachet PE, Chevreau C, Joly F. Impact of targeted therapies in metastatic renal cell carcinoma on patient-reported outcomes: methodology of clinical trials and clinical benefit. Cancer Treat Rev. 2017;53:53–60. Flippot R, Escudier B, Albiges L. Immune checkpoint inhibitors: toward new paradigms in renal cell carcinoma. Drugs. 2018;78:1443–57. Diaz-Montero CM, Rini BI, Finke JH. The immunology of renal cell carcinoma. Nat Rev Nephrol. 2020;16:721–35. Motzer RJ, Tannir NM, McDermott DF, Aren Frontera O, Melichar B, Choueiri TK, Plimack ER, Barthelemy P, Porta C, George S, Powles T, Donskov F, Neiman V, et al. Nivolumab plus ipilimumab versus sunitinib in advanced renal-cell carcinoma. N Engl J Med. 2018;378:1277–90. Pan JH, Zhou H, Cooper L, Huang JL, Zhu SB, Zhao XX, Ding H, Pan YL, Rong L. LAYN is a prognostic biomarker and correlated with immune infiltrates in gastric and colon cancers. Front Immunol. 2019;10:6. Wang F, Cao X, Yin L, Wang Q, He Z. Identification of SCARA5 gene as a potential immune-related biomarker for triple-negative breast cancer by integrated analysis. DNA Cell Biol. 2020;39:1813–24. Koliaraki V, Prados A, Armaka M, Kollias G. The mesenchymal context in inflammation, immunity and cancer. Nat Immunol. 2020;21:974–82. Singh R, Mishra MK, Aggarwal H. Inflammation, immunity, and cancer. Mediat Inflamm. 2017;2017:6027305. Weber R, Groth C, Lasser S, Arkhypov I, Petrova V, Altevogt P, Utikal J, Umansky V. IL-6 as a major regulator of MDSC activity and possible target for cancer immunotherapy. Cell Immunol. 2021;359: 104254. Im JH, Buzzelli JN, Jones K, Franchini F, Gordon-Weeks A, Markelc B, Chen J, Kim J, Cao Y, Muschel RJ. FGF2 alters macrophage polarization, tumour immunity and growth and can be targeted during radiotherapy. Nat Commun. 2020;11:4064. Mantovani A, Ponzetta A, Inforzato A, Jaillon S. Innate immunity, inflammation and tumour progression: double-edged swords. J Intern Med. 2019;285:524–32. Pflug KM, Sitcheran R. Targeting NF-kappaB-inducing kinase (NIK) in immunity, inflammation, and cancer. Int J Mol Sci. 2020;21:8470. Liu Y, Li L, Li Y, Zhao X. Research progress on tumor-associated macrophages and inflammation in cervical cancer. Biomed Res Int. 2020;2020:6842963. Luoma AM, Suo S, Williams HL, Sharova T, Sullivan K, Manos M, Bowling P, Hodi FS, Rahma O, Sullivan RJ, Boland GM, Nowak JA, Dougan SK, et al. Molecular pathways of colon inflammation induced by cancer immunotherapy. Cell. 2020;182(655–71): e22. Fest J, Ruiter R, Mulder M, Groot Koerkamp B, Ikram MA, Stricker BH, van Eijck CHJ. The systemic immune-inflammation index is associated with an increased risk of incident cancer—a population-based cohort study. Int J Cancer. 2020;146:692–8. Huang H, Liu Q, Zhu L, Zhang Y, Lu X, Wu Y, Liu L. Prognostic value of preoperative systemic immune-inflammation index in patients with cervical cancer. Sci Rep. 2019;9:3284. Zhang L, Zhang B, Wei M, Xu Z, Kong W, Deng K, Xu X, Zhang L, Zetahao X, Yan L. TRIM22 inhibits endometrial cancer progression through the NOD2/NFkappaB signaling pathway and confers a favorable prognosis. Int J Oncol. 2020;56:1225–39. Zhou Y, Hu L, Tang W, Li D, Ma L, Liu H, Zhang S, Zhang X, Dong L, Shen X, Chen S, Xue R, Zhang S. Hepatic NOD2 promotes hepatocarcinogenesis via a RIP2-mediated proinflammatory response and a novel nuclear autophagy-mediated DNA damage mechanism. J Hematol Oncol. 2021;14:9. Velloso FJ, Sogayar MC, Correa RG. Expression and in vitro assessment of tumorigenicity for NOD1 and NOD2 receptors in breast cancer cell lines. BMC Res Notes. 2018;11:222. Wang Y, Miao Z, Qin X, Li B, Han Y. NOD2 deficiency confers a pro-tumorigenic macrophage phenotype to promote lung adenocarcinoma progression. J Cell Mol Med. 2021;25:7545–58. Udden SMN, Peng L, Gan JL, Shelton JM, Malter JS, Hooper LV, Zaki MH. NOD2 suppresses colorectal tumorigenesis via downregulation of the TLR pathways. Cell Rep. 2017;19:2756–70. Liu J, He C, Xu Q, Xing C, Yuan Y. NOD2 polymorphisms associated with cancer risk: a meta-analysis. PLoS ONE. 2014;9: e89340. Protti MP, De Monte L. Dual role of inflammasome adaptor ASC in cancer. Front Cell Dev Biol. 2020;8:40. Deswaerte V, Nguyen P, West A, Browning AF, Yu L, Ruwanpura SM, Balic J, Livis T, Girard C, Preaudet A, Oshima H, Fung KY, Tye H, et al. Inflammasome adaptor asc suppresses apoptosis of gastric cancer cells by an IL18-mediated inflammation-independent mechanism. Cancer Res. 2018;78:1293–307. Liang A, Zhong S, Xi B, Zhou C, Jiang X, Zhu R, Yang Y, Zhong L, Wan D. High expression of PYCARD is an independent predictor of unfavorable prognosis and chemotherapy resistance in glioma. Ann Transl Med. 2021;9:986. Alfaro C, Sanmamed MF, Rodriguez-Ruiz ME, Teijeira A, Onate C, Gonzalez A, Ponz M, Schalper KA, Perez-Gracia JL, Melero I. Interleukin-8 in cancer pathogenesis, treatment and follow-up. Cancer Treat Rev. 2017;60:24–31. Gonzalez-Aparicio M, Alfaro C. Significance of the IL-8 pathway for immunotherapy. Hum Vaccin Immunother. 2020;16:2312–7. Ha H, Debnath B, Neamati N. Role of the CXCL8-CXCR1/2 axis in cancer and inflammatory diseases. Theranostics. 2017;7:1543–88. Yuen KC, Liu LF, Gupta V, Madireddi S, Keerthivasan S, Li C, Rishipathak D, Williams P, Kadel EE 3rd, Koeppen H, Chen YJ, Modrusan Z, Grogan JL, et al. High systemic and tumor-associated IL-8 correlates with reduced clinical benefit of PD-L1 blockade. Nat Med. 2020;26:693–8. Macfarlane LA, Murphy PR. MicroRNA: biogenesis, function and role in cancer. Curr Genom. 2010;11:537–61. Ali Syeda Z, Langden SSS, Munkhzul C, Lee M, Song SJ. Regulatory mechanism of MicroRNA expression in cancer. Int J Mol Sci. 2020;21:1723. Lewis BP, Burge CB, Bartel DP. Conserved seed pairing, often flanked by adenosines, indicates that thousands of human genes are microRNA targets. Cell. 2005;120:15–20. Qi JC, Yang Z, Zhang YP, Lu BS, Yin YW, Liu KL, Xue WY, Qu CB, Li W. miR-20b-5p, TGFBR2, and E2F1 form a regulatory loop to participate in epithelial to mesenchymal transition in prostate cancer. Front Oncol. 2019;9:1535. Yang H, Lin J, Jiang J, Ji J, Wang C, Zhang J. miR-20b-5p functions as tumor suppressor microRNA by targeting cyclinD1 in colon cancer. Cell Cycle. 2020;19:2939–54. Liao G, Wang P, Wang Y. Identification of the prognosis value and potential mechanism of immune checkpoints in renal clear cell carcinoma microenvironment. Front Oncol. 2021;11: 720125.