Khám Phá Cơ Chế Điều Trị Của Acid Dichloroacetic Trong Ung Thư Phổi Thông Qua Các Phương Pháp Đa Omics Tích Hợp: Đối Chiếu Chuyển Hóa Và Biểu Hiện Gen

Frontiers in Genetics - Tập 14
Malong Feng1,2, Ji Wang3, Jianying Zhou2
1Department of Respiration, Fenghua District People's Hospital of Ningbo, Ningbo, China
2Department of Respiratory and Critical Care Medicine, The First Affiliated Hospital of Zhejiang University School of Medicine, Hangzhou, Zhejiang, China
3Department of Infectious Diseases, Fenghua District People's Hospital of Ningbo, Ningbo, China

Tóm tắt

Mục tiêu: Nghiên cứu này nhằm mục đích điều tra các cơ chế phân tử dưới tác động điều trị của acid dichloroacetic (DCA) trong ung thư phổi bằng cách tích hợp các phương pháp đa omics, vì hiểu biết hiện tại về vai trò của DCA trong điều trị ung thư vẫn còn thiếu sót.Phương pháp: Chúng tôi đã thực hiện phân tích toàn diện các bộ dữ liệu RNA-seq và metabolomic có sẵn công khai, và thiết lập mô hình xenograft dưới da của ung thư phổi trên chuột BALB/c nude (n = 5 mỗi nhóm) được điều trị bằng DCA (50 mg/kg, tiêm qua đường bụng). Phân tích hồ sơ chuyển hóa, phân tích biểu hiện gen, và phân tích con đường tương tác metabolite-gen được áp dụng để xác định các con đường chính và các tác nhân phân tử liên quan đến đáp ứng điều trị bằng DCA. Đánh giá in vivo tác động của điều trị DCA đến sự phát triển khối u và biểu hiện gen MIF đã được thực hiện trong mô hình xenograft.Kết quả: Phân tích hồ sơ chuyển hóa và biểu hiện gen cho thấy những thay đổi đáng kể trong các con đường chuyển hóa, bao gồm hiệu ứng Warburg và chu trình axit citric, và xác định gen MIF là một mục tiêu điều trị tiềm năng trong ung thư phổi. Phân tích của chúng tôi cho thấy điều trị bằng DCA dẫn đến sự giảm biểu hiện gen MIF và sự gia tăng mức độ axit citric trong nhóm điều trị. Hơn nữa, chúng tôi đã quan sát thấy một tương tác tiềm năng giữa axit citric và gen MIF, gợi ý một cơ chế mới dưới tác động điều trị của DCA trong ung thư phổi.Kết luận: Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của các phương pháp omics tích hợp trong việc giải mã các cơ chế phân tử phức tạp của điều trị DCA trong ung thư phổi. Việc xác định các con đường chuyển hóa chính và phát hiện mới về sự gia tăng axit citric, cùng với sự tương tác của nó với gen MIF, cung cấp hướng đi đầy hứa hẹn cho việc phát triển các chiến lược điều trị nhắm mục tiêu và cải thiện kết quả lâm sàng cho bệnh nhân ung thư phổi.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Bunn, 2012, Worldwide overview of the current status of lung cancer diagnosis and treatment, Archives pathology laboratory Med., 136, 1478, 10.5858/arpa.2012-0295-SA

Chong, 2018, MetaboAnalyst 4.0: Towards more transparent and integrative metabolomics analysis, Nucleic acids Res., 46, W486, 10.1093/nar/gky310

Dunn, 2008, A GC-TOF-MS study of the stability of serum and urine metabolomes during the UK Biobank sample collection and preparation protocols, Int. J. Epidemiol., 37, i23, 10.1093/ije/dym281

Edginton-White, 2023, A genome-wide relay of signalling-responsive enhancers drives hematopoietic specification, Nat. Commun., 14, 267, 10.1038/s41467-023-35910-9

Farina, 2020, Deoxycholic acid in the submental fat reduction: A review of properties, adverse effects, and complications, J. Cosmet. dermatology, 19, 2497, 10.1111/jocd.13619

Hammerschmidt, 2009, Lung cancer: Current diagnosis and treatment, Dtsch. Ärzteblatt Int., 106, 809, 10.3238/arztebl.2009.0809

Haynes, 2017, Pacific symposium on biocomputing 2017

Ji, 2020, Carbon nanodots derived from urea and citric acid in living cells: Cellular uptake and antioxidation effect, Langmuir, 36, 8632, 10.1021/acs.langmuir.0c01598

Lefort, 2014, ¹H NMR metabolomics analysis of the effect of dichloroacetate and allopurinol on breast cancers, J. Pharm. Biomed. analysis, 93, 77, 10.1016/j.jpba.2013.08.017

Liberti, 2016, The Warburg effect: How does it benefit cancer cells?, Trends Biochem. Sci., 41, 211, 10.1016/j.tibs.2015.12.001

Lu, 2012, Expression and functions of semaphorins in cancer, Transl. Cancer Res., 1, 74

Ma, 2018, Dichloroacetic acid (DCA) synergizes with the SIRT2 inhibitor Sirtinol and AGK2 to enhance anti-tumor efficacy in non-small cell lung cancer, Cancer Biol. Ther., 19, 835, 10.1080/15384047.2018.1480281

Mottaghitalab, 2019, New insights into designing hybrid nanoparticles for lung cancer: Diagnosis and treatment, J. Control. release, 295, 250, 10.1016/j.jconrel.2019.01.009

Nobre, 2017, Macrophage migration inhibitory factor (MIF): Biological activities and relation with cancer, Pathology Oncol. Res., 23, 235, 10.1007/s12253-016-0138-6

Penticuff, 2019, MIF family proteins in genitourinary cancer: Tumorigenic roles and therapeutic potential, Nat. Rev. Urol., 16, 318, 10.1038/s41585-019-0171-9

Singh, 2021, Mechanisms of temozolomide resistance in glioblastoma-a comprehensive review, Cancer drug Resist., 4, 17, 10.20517/cdr.2020.79

Tataranni, 2019, Dichloroacetate (DCA) and cancer: An overview towards clinical applications, Oxidative Med. Cell. Longev. 2019, 2019, 8201079, 10.1155/2019/8201079

Verjans, 2009, Dual role of macrophage migration inhibitory factor (MIF) in human breast cancer, BMC cancer, 9, 230, 10.1186/1471-2407-9-230

Xiao, 2017, PDGF promotes the Warburg effect in pulmonary arterial smooth muscle cells via activation of the PI3K/AKT/mTOR/HIF-1α signaling pathway, Cell. Physiology Biochem., 42, 1603, 10.1159/000479401

Zeng, 2015, Butyrate and deoxycholic acid play common and distinct roles in HCT116 human colon cell proliferation, J. Nutr. Biochem., 26, 1022, 10.1016/j.jnutbio.2015.04.007

Zhang, 2018, SPP1 and AGER as potential prognostic biomarkers for lung adenocarcinoma, Oncol. Lett., 15, 7028, 10.3892/ol.2018.8235

Zhou, 2015, Dichloroacetate restores drug sensitivity in paclitaxel-resistant cells by inducing citric acid accumulation, Mol. Cancer, 14, 63, 10.1186/s12943-015-0331-3

Thông tin
Thông tin xuất bản

Frontiers in Genetics

Tập 14

Thông tin tác giả